專利名稱:高可靠電容器儲(chǔ)能裝置的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種直流電源，適用于作為電氣控制、電氣保護(hù)所需直流電路的電源。
現(xiàn)有電容器儲(chǔ)能裝置是由電容器組加上檢測切換開關(guān)及繼電器組成。電容器是簡單地并聯(lián)在電路上，對電容器的檢測是靠人工定時(shí)切換開關(guān)來達(dá)到的，裝置沒有考慮限制初投電容器浪涌電流的性能。目前國內(nèi)這種模式在電力工程設(shè)計(jì)手冊上(東北或西北電力設(shè)計(jì)院編)和其它專業(yè)書籍中介紹的都是大同小異。專業(yè)刊物對此裝置改進(jìn)的方案也不少，但都是基于常規(guī)模式作一些局部的改進(jìn)，其工作原理無大的突破，歸納起來存在如下問題1.由于電容器初投有很大的浪涌電流，可使電路中熔斷器熔斷，整流二極管燒壞，電容器損壞，以及直流系統(tǒng)的電壓急劇下降引起其他元件誤動(dòng)作。
2.經(jīng)整流的直流電交流成份對電容器有充電作用，致使電容器抬高電壓(接近交流峰值)，易燒壞繼電器、信號燈、電笛等元件。
3.在電容器組如果有一個(gè)電容器發(fā)生短路，則可造成整個(gè)直流系統(tǒng)不能工作，如有一個(gè)電容器發(fā)生斷路損壞也不易發(fā)現(xiàn)。
4.只能用萬能開關(guān)手動(dòng)切換來對電容器進(jìn)行檢測。檢測時(shí)，以一個(gè)信號燈作為判斷，效果很差。又因電容器的性能實(shí)際處于無監(jiān)視狀態(tài)和操作繁瑣的問題，運(yùn)行中操作人員很少使用。
提出本實(shí)用新型裝置的目的，是設(shè)計(jì)一種具有自動(dòng)監(jiān)測、可防浪涌電流，并起故障隔離和和高度冗余等性能的電路，以高可靠性能的優(yōu)勢取代常規(guī)裝置。
本實(shí)用新型的工作原理是1.電路的初投電容器分為數(shù)量和電容量相等的兩組C1、C2，其相應(yīng)的控制監(jiān)測電路也分為相同的兩個(gè)回路。初投時(shí)，閉上組合開關(guān)HZ，由于接有電容C1，浪涌電流I1分兩路進(jìn)入電路，其中一路I2通過限流元件光字牌1GP和并聯(lián)電阻R1、R2、R3，及二極管3D1向C2充電，由于接入了限流元件，浪涌電流被限制在我們要求的范圍內(nèi)。在C1充電過程中1GP被點(diǎn)亮，監(jiān)視著充電過程幾秒鐘。另一路電流I3，通過二極管1D進(jìn)入負(fù)載，因?yàn)殡娙萜髟诔潆娺^程中，二極管2D1、2D2處于反偏不導(dǎo)通，I3不會(huì)進(jìn)入C1，幾秒鐘后C1、C2電壓充滿，I2、I4隨即減小，只有C1、C2的漏電流。
2.平時(shí)運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能電容器中有電源引入的交流成份和電容器的漏電流。因有限流元件1GP、R1、R2、R3、3D1和2GP、R4、3D2具有限流作用，根據(jù)電容器充放電原理，從而降低了充電電壓，起了平壓作用。
3.儲(chǔ)能電容器的電源因某種原因，如果直流電源＋KM消失，負(fù)載中的繼電容、電磁開關(guān)等元件發(fā)生動(dòng)作時(shí)，C1、C2通過二極管2D1、2D2向負(fù)載送電。由于3D1、3D2、1D的存在，電流不會(huì)向電源＋KM倒送。
4.電容器的監(jiān)測電容器被分成相等的兩組，構(gòu)成一個(gè)四臂電橋，分別為1GP和并聯(lián)電阻，及3D1；C1；2GP和并聯(lián)電阻，及3D2；C2。橋路中有一個(gè)雙向毫伏表(內(nèi)附有繼電器)監(jiān)視電容器漏電流形成的偏差電壓V0。正常運(yùn)行時(shí)，2D2、2D1處于反偏不導(dǎo)通，為了使橋路上存在偏差電壓V0，可通過調(diào)節(jié)R3將電橋調(diào)為正或負(fù)250mv左右的不平衡電橋。
(1)，當(dāng)電容器發(fā)生短路損壞時(shí)如第一組C1某個(gè)電容發(fā)生短路，光字牌1GP立即點(diǎn)亮，將持續(xù)顯示“C1組電容器短路”，與此同時(shí)，電橋大大失去平衡，橋路不平衡電壓V0使繼電器J動(dòng)作，并點(diǎn)亮3GP顯示“電容器損壞”，且要發(fā)出音響信號。另外，還可從雙向毫伏表上的讀數(shù)判斷是哪一組電容器損壞，并估計(jì)損壞程度。另一電容器儲(chǔ)能回路C2照常運(yùn)行，整個(gè)電路不間斷地正常工作。
(2)，當(dāng)電容器發(fā)生斷路損壞時(shí)如C2中某個(gè)電容器發(fā)生斷路，電橋的不平衡度加大，橋路電壓V0使繼電器J動(dòng)作并發(fā)出光、聲信號，此時(shí)1GP、2GP不會(huì)點(diǎn)亮。另外從毫伏表讀數(shù)也可判斷損壞程度。這時(shí)C1照常工作，整個(gè)電路不間斷地正常工作。
用R3將電橋調(diào)為不平衡電橋的目的是有助于工作人員能直觀監(jiān)視電容器性能的狀態(tài)。
(3)，電容器C1、C2發(fā)生斷路如果兩組電容器損壞是在同一時(shí)刻，而且損壞的數(shù)量相同時(shí)，在理論上是沒有信號發(fā)出的，但這種情況幾乎不存在。
(4)，C1，C2同時(shí)短路，這時(shí)1GP、2GP同時(shí)持續(xù)點(diǎn)亮顯示C1C2組電容器短路，且毫伏表讀數(shù)發(fā)生變化，電路仍處于正常工作。
(5)，當(dāng)C1斷路，C2短路時(shí)，光字牌2GP亮，同時(shí)毫伏表讀數(shù)也發(fā)生很大的變化，一般斷路一個(gè)電容時(shí)，將發(fā)生±150mv的變化。
本裝置的特點(diǎn)是由于限流元件的存在，限制了浪涌電流和平壓作用；應(yīng)用了冗余容錯(cuò)技術(shù)；電容器供電回路是獨(dú)立兩套共同供電，互為備用；監(jiān)測無需人工切換，是自動(dòng)不間斷的監(jiān)測；電容器出故障后，可有兩種或三種信號發(fā)出，同時(shí)還可通過毫伏表讀數(shù)監(jiān)視電容器的動(dòng)態(tài)，所以本監(jiān)測裝置具有高可靠性能；裝置實(shí)現(xiàn)了故障隔離，且本系統(tǒng)與主系統(tǒng)直流電源同負(fù)載是相對獨(dú)立互不干擾的，一但裝置中的某一元件出故障，不但能夠自動(dòng)發(fā)出信號，也不會(huì)因出現(xiàn)故障而影響主電路正常運(yùn)行，這種故障隔離是現(xiàn)有常規(guī)裝置所沒有的。從設(shè)備投資來看，裝置接線簡單，與現(xiàn)有設(shè)備相比，基本上不增加投資，易于推廣。
圖1是本實(shí)用新型電容器儲(chǔ)能裝置的電路圖，圖中HZ為組合開關(guān)，型號為HZ10－10／2；1GP、2GP、3GP為光字牌，型號是XD10／220V；R1、R2、R4電阻為GZ－100－60Ω，GZ－100－150Ω；R3電位器為BC1－100－500Ω；1D、2D1、2D2、3D1、3D2是硅二極管，型號為2CZ14E450V、10A；電接點(diǎn)直流雙向毫伏表16C－V，500－0－500mv；電解電容C1、C2，型號為CD－450－1000uf；切換片QP為YY1－D。
圖2是本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)圖，mv為毫伏表，光字牌燈1－3GP，切換片QP，組合開關(guān)HZ，電位器R3。
本實(shí)用新型的實(shí)施例為(1)將電源220V的火線接入＋KM，零線接入－KM。(2)打開組合開關(guān)HZ，調(diào)節(jié)R3使橋路上的mv表有正或負(fù)的250mv左右的指示，當(dāng)電容器C1或C2發(fā)生短路時(shí)，1GP或2GP亮、3GP亮，并發(fā)出音響信號，mv表讀數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，當(dāng)電容器C1或C2發(fā)生斷路損壞時(shí)，3GP亮，并有音響信號，且每斷路一個(gè)電容器毫伏表上約有150mv的變化；當(dāng)C1、C2同時(shí)短路時(shí)，1GP、2GP亮，毫伏表有相應(yīng)的變化；當(dāng)C1短路，C2斷路或C1斷路，C2短路時(shí)，光字牌1GP亮或2CP亮，毫伏表讀數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化；當(dāng)電路正常工作時(shí)，1GP、2GP、3GP熄滅，毫伏表指示約為正或負(fù)250mv，無光、聲信號發(fā)出。
權(quán)利要求
1.一種高可靠電容器儲(chǔ)能裝置，是由電容器組、檢測切換開關(guān)和繼電器組成，其特征是初投時(shí)浪潮電流Ⅰ1分為兩路進(jìn)入電路，電流Ⅰ3通過硅二極管1D進(jìn)入負(fù)載FZ，另一電流Ⅰ2及Ⅰ4通過不平衡電橋向電容器C1、C2充電幾秒鐘后，電流Ⅰ2、Ⅰ4保持一定，硅二極管2D22D1處于反偏不導(dǎo)通狀態(tài)，構(gòu)成電氣控制，電氣保護(hù)所需直流電路的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是不平衡電橋是由被分為數(shù)量相等的兩組電容器C1、C2為其中二臂，光字牌1GP，并聯(lián)電阻R1R2、R3和硅二極管3D1為一臂，以及光字牌2GP，并聯(lián)電阻R4和硅二極管3D2構(gòu)成一個(gè)四臂電橋，橋路中有一個(gè)雙向毫伏表，監(jiān)視電容器C1，C2漏電流形成的偏差電壓V0。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征是橋臂中光字牌1GP，并聯(lián)電阻R1、R2、R3和光字牌2GP，并聯(lián)電阻R4限制了初投浪涌電流和平壓作用，一但電容器C1、C2出故障時(shí)，通過光字牌1－3GP和雙向毫伏表發(fā)生指示信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是當(dāng)直流電源＋KM消失時(shí)，電容器C1、C2通過硅二極管2D1，2D2向負(fù)載供電，硅二極管3D1，3D2，1D處于反偏不導(dǎo)通狀態(tài)。
專利摘要
一種構(gòu)思新穎的高可靠電容器儲(chǔ)能裝置，無需人工切換，能夠自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測電容器儲(chǔ)能性能以及某一元件發(fā)生故障時(shí)(短路或斷路)，該裝置能夠發(fā)生二至三種光、聲信號，還可以起隔離作用，且主回路照常連續(xù)供電，另一儲(chǔ)能回路照常處于備用狀態(tài)。本裝置具有高可靠性能，結(jié)構(gòu)簡單，不超過常規(guī)產(chǎn)品的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J15/00GK87202343SQ87202343
公開日1987年10月14日 申請日期1987年2月20日
發(fā)明者鐘國中, 樊縣圃, 張旦琨, 羽予, 鐘一梅, 樊亦圃 申請人:鐘國中導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan