專利名稱：動態(tài)電容補償控制器及其投切方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流配電網(wǎng)絡(luò)中的補償無功功率的控制器，尤其用于50HZ、400伏等級的低壓配電網(wǎng)絡(luò)電容補償裝置中的控制器。
背景技術(shù)：
為了針對用電過程中產(chǎn)生的無功功率缺額，許多相關(guān)電氣裝置的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出一些自動無功功率補償裝置，這些補償裝置一般由主回路、二次回路和含單片機系統(tǒng)的中央控制器三部分組成，而主回路主要由保護(hù)系統(tǒng)以及接觸器和電力電容器組成的電路構(gòu)成，由于受電容器承受涌流能力、放電時間和接觸器不能太頻繁動作的限制，這類產(chǎn)品存在以下不足之處1、補償電容投切時電流沖擊大，接觸器動作頻繁，致使壽命降低。
2、補償精度差，補償跟隨性不強，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)載變化快及波動大時，根本無法進(jìn)行快速補償。
為了解決上述裝置存在的問題，近年來，一些電容補償裝置生產(chǎn)廠家將上述中的交流接觸器用固態(tài)繼電器或復(fù)合開關(guān)(也可稱復(fù)合繼電器)完全替代。這解決了投切速度的問題，但成本隨之提高，影響了動態(tài)電容補償裝置的推廣使用。
為此，申請人于2001年7月2日申請了一項名為“動態(tài)電容補償裝置及其投切方式”的發(fā)明專利，并于2004年8月18日獲得專利權(quán)，專利號為01114333.9。解決了現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)的補償問題，該發(fā)明的內(nèi)容為“本發(fā)明的目的是提供一種動態(tài)電容補償裝置及其投切方式，應(yīng)能解決投切器件壽命及投切補償速度的問題。
本發(fā)明包括主回路、二次回路和含單片機系統(tǒng)的中央控制器，其中主回路包括開關(guān)保護(hù)系統(tǒng)，以及接觸器和電力電容器組成的補償電路，其特征在于所述接觸器和電力電容器組成的補償電路還加入了固態(tài)繼電器電路，補償電路設(shè)置成若干個固態(tài)繼電器補償支路和接觸器補償支路，每個補償支路的結(jié)構(gòu)為熔斷器、固態(tài)繼電器或接觸器常開觸點，限流電抗器和角接電容器組依序連接；各補償支路熔斷器的另一端與裝置內(nèi)母線連接，內(nèi)母線與外母線通過開關(guān)連接。
受控制器及其控制系統(tǒng)的控制，測量反饋系統(tǒng)對配電網(wǎng)絡(luò)的電壓、電流及其功率因數(shù)變化的動態(tài)過程進(jìn)行測量，將無功功率欠補或過補的測量結(jié)果反映到控制器和控制系統(tǒng)，上述補償支路的投切方式為當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)無功功率欠補時，先投入固態(tài)繼電器補償支路，如無功補償量還欠補，則再投入接觸器補償支路；當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)無功功率過補時，先切固態(tài)繼電器補償支路，如無功補償量還過補，則再切接觸器補償支路；上述投切補償直到配電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)進(jìn)入設(shè)定值范圍內(nèi)為止。”要實現(xiàn)該發(fā)明方案，其補償控制器是關(guān)鍵。傳統(tǒng)控制器的工作原理是當(dāng)檢測出配電網(wǎng)絡(luò)無功功率過補時，按先投先退原則，循環(huán)切除補償支路或按無功超額多少量一次或分級切除相對應(yīng)量的補償支路。當(dāng)檢測出配電網(wǎng)絡(luò)無功功率欠補時，按先退先投原則循環(huán)投入補償支路，或按無功缺額多少量，一次或分級投入相對應(yīng)量的補償支路。這種補償控制器控制的無功補償裝置的投切元件要么全部是接觸器，要么全部是固態(tài)繼電器或復(fù)合開關(guān)，不能很好地解決成本和性能上的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種動態(tài)電容補償裝置的控制器，它應(yīng)能克服上述傳統(tǒng)控制器存在的問題，使動態(tài)補償裝置可靠的運行。
本發(fā)明包括檢測電路、中央處理器、輸出控制電路，其中輸出控制電路包括繼電器輸出控制電路，其特征在于所述的繼電器輸出控制電路還加入了無觸點器件輸出控制電路，由若干繼電器構(gòu)成基礎(chǔ)投切組輸出控制電路，若干無觸點器件構(gòu)成優(yōu)先投切組輸出控制電路，控制電容器的投切。
所述的無觸點開關(guān)控制器件，包括晶體管、MOS場效管和光耦及其它有相應(yīng)開關(guān)作用的無觸點器件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在控制器的控制下，補償電容器的投切方式。
上述控制器控制投切電容器方式為當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)無功功率欠補時，先投入由無觸點器件構(gòu)成的優(yōu)先投切組輸出控制電路控制的電容器，如仍欠補，則再投入由繼電器構(gòu)成的基礎(chǔ)投切組輸出控制電路控制的電容器。
當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)無功功率過補時，先切除優(yōu)先投切組輸出控制電路控制的電容器，如仍過補時，則再切除基礎(chǔ)投切組輸出控制電路控制的電容器。
上述投切補償直到配電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)進(jìn)入設(shè)定值范圍內(nèi)為止。
所述的循環(huán)投切是指按先投先切的原則投切。
上述結(jié)構(gòu)的動態(tài)電容補償控制器，把輸出控制電路分為快速補償優(yōu)先投切組和基礎(chǔ)投切組兩個投切組，并設(shè)置了投切的方式，使補償過程在動態(tài)中完成。無觸點器件的體積小，在控制電容器的投切中動作迅速無電弧，而且，成本小于觸點式繼電器的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用于動態(tài)電容補償裝置中，即有效實現(xiàn)快速補償，又有效地降低整個裝置的成本，使動態(tài)無功補償裝置大量推廣使用成為可行。


圖1所示，是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖2所示，是本發(fā)明輸出控制電路中投切器件的原理示意圖。
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實施例方式
在圖1中可知，本發(fā)明由檢測電路、中央處理器、輸出控制電路構(gòu)成。其工作原理為從配網(wǎng)系統(tǒng)引電流及電壓信號線至控制器的檢測電路，檢測電路將處理過的電流和電壓信號送至中央處理器進(jìn)行運算、分析得到配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前功率因數(shù)值和要求設(shè)定的功率因數(shù)值相比較，發(fā)出指令經(jīng)輸出控制電路到投切器件，從而按照程序內(nèi)定投切規(guī)律進(jìn)行電容器補償支路的優(yōu)先投切和基礎(chǔ)投切，以達(dá)到保證功率因數(shù)在設(shè)定值范圍的目的。
圖2所示，是本發(fā)明控制器的輸出控制電路原理圖。在圖中可知，輸出控制電路由多個繼電器接點1J～nJ構(gòu)成基礎(chǔ)投切組，由多個無觸點開關(guān)器件1T～mT構(gòu)成優(yōu)先投切組。輸出控制電路還包括整流電路，輸出12伏直流電源，供給各半導(dǎo)體、繼電器和接觸器等器件的直流電源。
在附圖2中，無觸點開關(guān)器件T和繼電器接點J的輸出動作順序是這樣的當(dāng)整個配電網(wǎng)絡(luò)欠補時，控制器發(fā)出投入電容器信號，其輸出控制電路先循環(huán)輸出優(yōu)先投切組電路，即無觸點開關(guān)器件1T～mT輸出低電平，復(fù)合繼電器1KFJ～MKFJ接受信號工作，通過其開關(guān)作用，投入相應(yīng)電容器。如仍欠補，則再循環(huán)輸出基礎(chǔ)投切組電路，即輸出控制繼電器觸點1J～nJ閉合，接觸器1KM～nKM工作，通過其相應(yīng)觸點，投入相應(yīng)電容器。當(dāng)整個配電網(wǎng)絡(luò)過補時，控制器發(fā)出切除電容信號，其輸出控制電路先切除優(yōu)先投切組電路，如仍過補，則再切除基礎(chǔ)投切組電路，直到配電網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù)進(jìn)入設(shè)定值范圍內(nèi)為止。
上述輸出控制電路可設(shè)計成優(yōu)先投切組為分相補償結(jié)構(gòu)或三相共補償結(jié)構(gòu)。當(dāng)優(yōu)先投切組在投切速度上不追求太快時，也可采用繼電器接點方式輸出。無論電路結(jié)構(gòu)如何，只要控制器輸出控制電路投切方式形式上分為優(yōu)先投切組和基礎(chǔ)投切組相結(jié)合，都視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本控制器優(yōu)點是可使無功功率補償裝置速度快精度高，可靠性好，成本低，性能價格比高，安全可替代目前大部分自動無功功率補償控制器。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)電容補償控制器，它包括中央處理器和輸出控制電路，其中，輸出控制電路包括繼電器輸出控制電路，其特征在于所述的輸出控制電路還包括無觸點器件控制電路；輸出控制電路包括由若干個無觸點器件構(gòu)成的優(yōu)先投切組輸出控制電路和若干個繼電器構(gòu)成基礎(chǔ)投切組輸出控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)電容補償控制器，其特征在于所述的輸出控制電路受中央處理器控制，控制各補償電容投切的投切方式為當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)無功功率欠補時，先投入優(yōu)先投切組輸出控制電路控制的電容器，如仍欠補，則再投入輸出基礎(chǔ)投切組輸出控制電路控制的電容器；當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)無功功率過補時，先切除優(yōu)先投切組輸出控制電路控制的電容器，如仍過補，則再切除基礎(chǔ)投切組輸出控制電路控制的電容器；上述的輸出控制投切補償直到配電網(wǎng)絡(luò)的無功功率或功率因數(shù)進(jìn)入設(shè)定值范圍內(nèi)為止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動態(tài)電容補償控制器及其投切方式，它包括中央處理器和輸出控制電路，其中，輸出控制電路包括繼電器輸出控制電路，其特征在于所述的繼電器輸出控制電路還包括無觸點器件控制電路；輸出控制電路包括由若干個無觸點器件構(gòu)成的優(yōu)先投切組輸出控制電路和若干個繼電器構(gòu)成基礎(chǔ)投切組輸出控制電路。所述的輸出控制電路受中央處理器控制，控制各補償電容投切的投切，直到配電網(wǎng)絡(luò)的無功功率或功率因數(shù)進(jìn)入設(shè)定值范圍內(nèi)為止。能有效實現(xiàn)快速補償，又有效地降低整個裝置的成本，使動態(tài)無功補償裝置大量推廣使用成為可行。適用于低壓電網(wǎng)電容補償裝置。
文檔編號H02J3/18GK1845415SQ20061001902
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者駱武寧 申請人:南寧微控技術(shù)有限公司