專利名稱：電壓預(yù)充式智能電力電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種供電網(wǎng)路中用的智能電カ電容器。背景技木電カ電容器的容性負(fù)載投切會產(chǎn)生涌流和過電壓，對供電系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。目前對智能電カ電容器的投切方式有復(fù)合式或繼電器過零式。復(fù)合式采用可控硅過零導(dǎo)通，由于可控硅エ藝的限制，其最高耐壓一般只能達到1600V，對于400V的電壓等級，可控硅所承受最高電壓就可能超限發(fā)生可控硅擊穿，可靠性有待提高。繼電器過零式則采用電壓過零時刻進行繼電器閉合，由于繼電器吸合時間必然有離散性，往往達不到在過零點時刻準(zhǔn)確閉合，當(dāng)閉合時刻略偏離零點吋，由于正弦波交流電的電壓零點附近的電壓變化率很大，而電容器的電流和電壓變化率成正比，會產(chǎn)生很大涌流，容易使繼電器觸點溶合，同時對電網(wǎng)產(chǎn)生污染。為了防止大涌流時觸點溶合，必須選裝大容量的專用繼電器，大大提聞了設(shè)備成本。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種可以防止產(chǎn)生投切大涌流的電壓預(yù)充式智能電カ電容器。本實用新型包括串聯(lián)在主線路中的電容器和繼電器，繼電器還和CPU連接，對應(yīng)主線路的電流互感器則通過采樣過零檢測電路連接CPU，并聯(lián)在繼電器兩端的電位檢測電路也連接CPU，繼電器的兩端還并聯(lián)有整流電路，該整流電路的輸出端連接在繼電器和電容器之間的結(jié)點上，構(gòu)成電壓預(yù)充電路。由于在電壓峰值附近的電壓波形最平坦，電容器電流的相位超前正弦波電壓90°，電容器電流最小，在電壓峰值附近一段時間內(nèi)閉合繼電器，產(chǎn)生的涌流都較小，完全不會使觸點溶合。本實用新型可預(yù)先將電容器的電壓充到接近交流電的峰值電壓，使得繼電器的允許閉合時間段大大加寬，可完全防止產(chǎn)生大涌流，而且由于繼電器吸合時間離散性要求的降低，也就無需選裝大容量的專用繼電器，大大減少了設(shè)備成本。
以下結(jié)合附圖和實施例進ー步說明本實用新型。


圖I是實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是繼電器閉合時刻示意圖。圖3是繼電器切除時刻示意圖。實施例如圖I所示，電容器2和繼電器I串聯(lián)在主線路中，繼電器I還和CPU連接，對應(yīng)主線路的電流互感器3則通過采樣過零檢測電路4連接CPU，并聯(lián)在繼電器I兩端的電位檢測電路5也連接CPU，繼電器I的兩端還并聯(lián)有整流電路6，該整流電路6的輸出端連接在繼電器I和電容器2之間的結(jié)點上，構(gòu)成電壓預(yù)充電路。繼電器I通常為磁保持繼電器，整流電路6—般可采用電阻7和ニ極管8串聯(lián)構(gòu)成的半橋整流，這樣電路比較簡單實用。電容器電流i=CXdu/dt，即和電壓的變化率成正比，如圖2所示，電容器電流波形i的相位超前電壓波形U的相位90°，電壓峰值附近的電壓波形最平坦，電容器電流最小。工作吋，首先通過整流電路6對電容器2進行預(yù)充電，使電壓達到峰值0. 9Um以上，峰值0. 9Um即圖2中水平細(xì)線所示，其和電壓波形U的相交點是P和Q。然后CPU通過電位檢測電路5在電壓正半周時測繼電器I兩端的電位，達到和電容器2預(yù)充電壓相等吋，、也即在P點處，CPU會延時{T (波形周期)一 tj (繼電器吸合時間)+th (預(yù)設(shè)增補時間)}發(fā)出繼電器吸合信號。由于磁保持繼電器I的吸合時間離散范圍一般在5(T800ii s內(nèi)，P、之間范圍遠大于吸合時間離散范圍，只要將th (預(yù)設(shè)增補時間)取恰當(dāng)值，如P、中值，可以保證繼電器I的閉合時刻均落在P、之間，也即電壓波形U的峰值附近，波形平坦，電壓變化率小，所以閉合時刻涌流也就很小，涌流不會超過4倍，完全不可能使觸點溶合。這樣也就無需選裝大容量的專用繼電器，可以使用普通繼電器，減小繼電器容量，明顯降低設(shè)備成本。切除斷開時，如圖3所示，CPU通過電流互感器3和采樣過零檢測電路4測電流的過零點，測到后，CPU延時{T (波形周期)一 ts (繼電器釋放時間)}發(fā)出繼電器釋放信號，由于磁保持繼電器I的釋放較迅速，離散性很小，一般無需使用預(yù)設(shè)增補時間進行延時調(diào)整。電流過零時刻斷開的瞬間，在主線路上會產(chǎn)生反電勢，但是反電勢可經(jīng)電阻7和ニ極管8串聯(lián)的回路泄放，使切除時刻無過電壓的產(chǎn)生。在斷開瞬間電容器2上的電壓為峰值電壓，由于電容器2內(nèi)部放電電阻作用，會使電壓下降，這時電壓預(yù)充電路繼續(xù)對電容器2補 允電壓，使其電壓維持在0. 9Um以上，為下次投入閉合做好了準(zhǔn)備。上述的說明僅是使用ー個電容器2的情況，在實際電網(wǎng)中，電容器2都是三個使用，根據(jù)使用要求進行三角連接或者星形連接，除了 CPU可以共用ー個，相應(yīng)的繼電器I、電流互感器3、采樣過零檢測電路4、電位檢測電路5和整流電路6也有三套，每一路的工作情況均和上述說明相同，也即實際的智能電カ電容器產(chǎn)品中一般都內(nèi)含三個電容器2，同樣是本專利的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電壓預(yù)充式智能電カ電容器，包括串聯(lián)在主線路中的電容器和繼電器，繼電器還和CPU連接，對應(yīng)主線路的電流互感器則通過采樣過零檢測電路連接CPU，并聯(lián)在繼電器兩端的電位檢測電路也連接CPU，其特征為繼電器(I)的兩端還并聯(lián)有整流電路(6)，該整流電路(6)的輸出端連接在繼電器(I)和電容器(2)之間的結(jié)點上，構(gòu)成電壓預(yù)充電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓預(yù)充式智能電カ電容器，其特征為整流電路(6)采用電阻(7)和ニ極管(8)串聯(lián)構(gòu)成的半橋整流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電壓預(yù)充式智能電カ電容器，其特征為電容器(2)有三個，互相三角連接或者星形連接，相應(yīng)的繼電器(I)、電流互感器(3)、采樣過零檢測電路(4 )、電位檢測電路(5 )和整流電路(6 )也有三套，CPU共用ー個。
專利摘要一種電壓預(yù)充式智能電力電容器，包括串聯(lián)在主線路中的電容器和繼電器，繼電器還和CPU連接，對應(yīng)主線路的電流互感器則通過采樣過零檢測電路連接CPU，并聯(lián)在繼電器兩端的電位檢測電路也連接CPU，繼電器的兩端還并聯(lián)有整流電路，該整流電路的輸出端連接在繼電器和電容器之間的結(jié)點上，構(gòu)成電壓預(yù)充電路。由于在電壓峰值附近的電壓波形最平坦，電容器電流最小，在電壓峰值附近一段時間內(nèi)閉合繼電器，產(chǎn)生的涌流都較小，完全不會使觸點溶合。本實用新型可預(yù)先將電容器的電壓充到接近交流電的峰值電壓，使得繼電器的允許閉合時間段大大加寬，可完全防止產(chǎn)生大涌流，也就無需選裝大容量的專用繼電器，大大減少了設(shè)備成本。
文檔編號H02J3/18GK202503290SQ20122013051
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者周堅衛(wèi) 申請人:溫州市萬成電子有限公司