[实用新型]智能化控制和保护复合开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力系统中的开关执行元件，尤其涉及一种智能化控制和保护复合开关。 

背景技术

复合开关是当前较为经济的新型低压无功补偿电容器的过零投切器件，所谓过零投切是指电压过零投入和电流过零切除，其中“电压过零投入”是在电源电压与电容器电压相等的瞬间将电容器接入系统，这样就不会产生涌流(即持续时间很短的电流)；“电流过零切除”是指电容器的电压与电流有90°的相位差，因此在某一相电压的峰值时刻(该相电压对应的相电流为零)断开，从而就可以实现电容器电流过零切除，由此实现开关接点的无电弧断开。 

所述复合开关与交流接触器、可控硅或固态继电器等开关元件相比具有较大的技术优点，其基本工作原理是将可控硅开关与磁保持继电器并联，实现电压过零导通(即电压过零投入)和电流过零切除，使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅开关的优点，而在正常接通期间又具有接触器开关无功耗的优点。与纯交流接触器或者纯可控硅投切器件相比，所述复合开关在技术上具有显著的优越性，其高效低耗、环保节能，尤其是在涌流和安全可靠性方面性能大大提高。所述复合开关的实现方法是：投入时在电压过零瞬间过零触发与磁保持继电器并联的可控硅开关，稳定后再将磁保持继电器吸合导通；而切出时先将磁保持继电器断开，可控硅开关在电压过零后立即导通，避免磁保持继电器断开电压产生电弧，最后在电流过零点上可控硅开关断开，从而实现电流过零切断(即电流过零切除)。 

从目前投入市场使用情况看，国内大多数厂家复合开关故障率高，工作不稳定，存在很多安全隐患，主要存在可控硅开关击穿、磁保持继电器烧结等现象，并且很多复合开关在出现故障后，由于其装在电容柜中，无人知晓，大大影响了整个补偿装置的补偿效果。 

经过分析故障原因发现，由于负载是电容器，其不同于电阻性负载，所以对可控硅开关采用的保护方式不一样，另外可控硅开关是否过零触发、如何控制最短的可控硅开关导通时间，对此大多数厂家都没有找到真正的解决方法，另外为了提高市场竞争力，很多厂家为了降低生产成本，采用达不到性能指标的元器件，未采取必要的软硬件保护方法，这进一步影响到复合开关的质量。另外，由于这些质量低劣的复合开关成本较低，售价也低，这大大扰乱了复合开关的销售市场，对复合开关技术的提高带来较大的负面影响。 

因此，需要一种新型的复合开关，以有效地消除现有复合开关存在的可控硅开关击穿、磁保持继电器烧结等不安全现象，提高复合开关的控制和保护功能。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能化控制和保护复合开关，该智能化控制和保护复合开关不仅能够有效地对电力系统中的电容器进行过零投切，而且提供完善的保护功能，其能够有效地防止可控硅过零触发电路不稳定、可控硅损害以及磁保持触点烧结等现象，并且能够在所述复合开关发生故障时提供可靠的故障检测功能。 

为了解决上述基本问题，本实用新型提供一种智能化控制和保护复合开关，该智能化控制和保护复合开关包括单片机单元、可控硅过零投切电路、反并联单向可控硅及其保护器件、磁保持线圈驱动电路及其磁保持继电器、全波检测电路、以及通讯电路，其中，所述可控硅过零投切电路、磁保持线圈驱动电路、全波检测电路以及通讯电路连接于所述单片机单元，所述反并联单向可控硅及其保护器件连接于所述可控硅过零投切电路，所述磁保持继电器连接于所述磁保持线圈驱动电路。 

优选地，所述智能化控制和保护复合开关还包括连接于所述单片机单元的门指示灯和状态指示灯驱动电路。 

优选地，所述单片机单元为STC12C系列单片机单元。 

优选地，所述通讯电路为485通讯电路。 

优选地，所述可控硅过零投切电路为基于MOC3083芯片的可控硅过零投切电路，该可控硅过零投切电路采用带有施密特触发器的集成电路驱动MOC3083芯片，并且采用磁芯电感与可控硅串联。 

优选地，所述全波检测电路包括电流互感器以实时采样各相电流状态。 

优选地，所述单片机单元进行实时电流分析并将分析结果通过所述通讯电路传递给控制器或上位机。 

优选地，所述门板指示灯驱动电路包括ULN2003A芯片和MOC3083芯片。