自動(dòng)無功補(bǔ)償用復(fù)合開關(guān)電路

跟著電網(wǎng)供電的日趨嚴(yán)重，進(jìn)一步發(fā)掘供電潛能，節(jié)能降耗，已是擺在供電部分和用電客戶面前的一個(gè)亟待處理的問題。對(duì)低壓配電變壓器來講，對(duì)其加裝主動(dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備是一種有用的節(jié)能降耗方法。在上一代的無功補(bǔ)償操控設(shè)備中，為防止在電壓峰值處投入電容，一般選用具有過零觸發(fā)的固態(tài)繼電器作為其功率開關(guān)器材，但固態(tài)繼電器卻有如下缺陷：1.固態(tài)繼電器導(dǎo)通時(shí)，其結(jié)壓降約為2.3V,但流過的電流卻為數(shù)十安，因而，一個(gè)固態(tài)繼電器導(dǎo)通時(shí)將發(fā)生幾十瓦的功耗，三相將發(fā)生近200W的功耗。無功補(bǔ)償一般要補(bǔ)償2~6組電容，故悉數(shù)固態(tài)繼電器的功耗將跨越1000W。為此，不但需求在主動(dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備中加足夠大的散熱器，還要加裝電扇進(jìn)行散熱。不然，過高的溫度會(huì)使固態(tài)繼電器損壞。2.易受溫度及輻射的影響，參數(shù)穩(wěn)定性較差，對(duì)瞬變干擾比較活絡(luò)，需求加裝維護(hù)器材。3.當(dāng)被投切的電容發(fā)生短路缺陷時(shí)，固態(tài)繼電器一般因過流而損壞。4.當(dāng)電網(wǎng)電壓因諧波而俄然升高時(shí)，固態(tài)繼電器也易損壞。

這樣導(dǎo)致的超卓問題是產(chǎn)品可靠性差，功率開關(guān)器材和補(bǔ)償電容簡略損壞，投資收益比高，直接影響了該產(chǎn)品的推廣。為打敗這一問題，咱們規(guī)劃了主動(dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備專用的復(fù)合開關(guān)，很好地處理了這一問題。

所謂復(fù)合開關(guān)，就是將固態(tài)繼電器和溝通接觸器按必定時(shí)序協(xié)作下有序作業(yè)的兩個(gè)功率開關(guān)。固態(tài)繼電器的利益是過零觸發(fā)，對(duì)補(bǔ)償電容的沖擊小，缺陷是其導(dǎo)通時(shí)功耗大;溝通接觸器的利益是其導(dǎo)通時(shí)功耗小，缺陷是不能確保過零導(dǎo)通。咱們?nèi)烧咧?，躲避其缺陷，所制造的?fù)合開關(guān)就能確保不但能過零觸發(fā)，對(duì)補(bǔ)償電容的沖擊小，而且導(dǎo)通時(shí)功耗小。省掉了無功補(bǔ)償設(shè)備中的粗笨的散熱器和電扇，降低了本錢。

具體作業(yè)進(jìn)程如圖示，當(dāng)需求投入補(bǔ)償電容C1時(shí)，主動(dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備宣告一個(gè)操控信號(hào)經(jīng)電阻R1、D2、R12輸入到CPUU4P89LPC901的4腳，即管腳P1.5,該管腳的功用為：它可作為低有用復(fù)位輸入或數(shù)字輸進(jìn)口。當(dāng)UCFGl寄存器中的位RPE(復(fù)位管腳使能)置位時(shí)，使能P1.5的外部復(fù)位輸入功用。當(dāng)清零時(shí)，P1.5可作為一個(gè)輸入管腳。在上電進(jìn)程中，連接到該管腳的外部電路不應(yīng)將其拉低，不然將使器材一向處于復(fù)位狀況。在上電完畢之后，該管腳可依據(jù)RPE位的狀況作為數(shù)字輸進(jìn)口。只需上電復(fù)位會(huì)暫時(shí)使RPE的設(shè)定失效，其他復(fù)位源無法影響RPE位的設(shè)定。電阻R12大將有近4V的直流電壓作為一個(gè)輸入信號(hào)，通知CPU:主動(dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備宣告閉合復(fù)合開關(guān)的指令。CPU接收到這一信號(hào)后，令2、5腳輸出0,3腳輸出1,使U1導(dǎo)通，觸發(fā)雙向可控硅Q5在溝通電壓過零處導(dǎo)通，補(bǔ)償電容C1投入作業(yè);延時(shí)1秒令腳輸出1,Q3導(dǎo)通，繼電器J得電，常開觸點(diǎn)閉合，因溝通接觸器線圈上加有溝通電而動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，也將補(bǔ)償電容C1投入作業(yè);延時(shí)1秒后，U4的4腳變?yōu)榱?，U1截止，可控硅Q5也截止，這樣，復(fù)合開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的大部分時(shí)刻內(nèi)是溝通接觸器的常開觸點(diǎn)在導(dǎo)通，而可控硅只是在復(fù)合開關(guān)導(dǎo)通瞬間動(dòng)作一下，時(shí)刻很短，功耗很小，故不需求散熱。當(dāng)主動(dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備撤消操控信號(hào)時(shí)，U4的4腳變?yōu)榈碗娖剑珻PU將令U1導(dǎo)通，可控硅Q5導(dǎo)通，延時(shí)1秒后，2腳由高變低，Q3截止，繼電器J失電，溝通接觸器與補(bǔ)償電容C1斷開，但此刻補(bǔ)償電容C1經(jīng)過可控硅Q5繼續(xù)作業(yè)。

延時(shí)1秒后，CPU令3.5腳輸出0,U1截止，Q5將在電流過零處與補(bǔ)償電容C1斷開。補(bǔ)償電容C1退作業(yè)。

因?yàn)橹鲃?dòng)無功補(bǔ)償設(shè)備與CPU(U4)共地，D2是為防止因操控信號(hào)接反而損壞復(fù)合開關(guān)的內(nèi)部電路。可控硅對(duì)外界觸發(fā)非?；罱j(luò)，為行進(jìn)操控的可靠性，特別是防止開機(jī)沖擊，在選用平衡驅(qū)動(dòng)技術(shù)，即光耦的導(dǎo)通需求CPU的3.5腳一同輸出有用信號(hào)才能使光耦U1和可控硅Q5導(dǎo)通。不然任何一腳上的干擾信號(hào)都不能使其導(dǎo)通。當(dāng)線路溝通電壓過高時(shí)，U4的#腳電壓就會(huì)高于7腳電壓，U4的內(nèi)部電壓比較器動(dòng)作，它將經(jīng)過軟件迫使2.3.5!腳輸出0,使可控硅和溝通接觸器都與補(bǔ)償電容C1斷開，然后起到過壓維護(hù)的效果。不然，過高的電壓會(huì)損壞可控硅Q5和電容C1。U4的直流作業(yè)電壓為3~6V,二極管D5、D6起降壓效果。在上電復(fù)位時(shí)，U4的各口的鎖存器裝備為無內(nèi)部上拉的的輸入方式，故在開機(jī)時(shí)，U4的腳一般不會(huì)瞬時(shí)輸出一個(gè)脈沖使Q3導(dǎo)通，為了保險(xiǎn)，加下拉電阻R10。

補(bǔ)償電容C1的單位為kVAR,它是依據(jù)高壓電容在額外工頻、額外電壓下發(fā)生的無功功率來標(biāo)定的。kVAR=314U2C(U為電容C上的額外電壓，單位為V,C為電容容量，單位為F)。