[实用新型]一种快速投切电容器的智能复合开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合开关，具体涉及一种快速投切电容器的智能复合开关。 

背景技术

在电网改造的实施过程中，往往需要增加并联电容器无功补偿装置，对提高供电电压质量，挖掘供电设备的潜力，降低线损及节能均起到积极的作用。

早期无功补偿装置大都采用交流接触器、可控硅电子开关等投切方式，交流接触器在电容器投入和切除时会产生很大的涌流和过压，暂态的高压和投切冲击电流会导致电容器绝缘击穿、接触器触头烧损；而可控硅电子开关虽然解决了电容器投切过程中的涌流、过压、分断电弧等问题，但其散热难，需外加辅助散热器、结构复杂、成本高，占用空间大，两种方式补偿效果和使用寿命上都不够理想。

近年来，电力电子技术和可控硅技术的不断发展，在无功补偿装置中衍生出一种新型装置—复合开关。现有的复合开关结构是将可控硅与继电器并接。目前普遍认为的实现方法是：投入时，在电压过零瞬间过零触发与继电器或接触器并联的可控硅，稳定后再将继电器或接触器吸合导通；而切出时，先将可控硅导通，然后再将继电器或接触器触点断开，避免继电器或接触器断开时产生电弧，最后在电流过零点处可控硅断开，从而实现电流过零切断，但是切断速度过慢，从而难以实现装置的快速投切。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是现有的复合开关切断速度过慢，安全性不高，为解决上述问题，提供一种快速投切电容器的智能复合开关。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

    一种快速投切电容器的智能复合开关，它包括与外部电源相连接的输入信号转换电路，输入信号转换电路的输出端连接主控芯片，主控芯片的输出端经过限流电阻后连接可控硅驱动电路，可控硅驱动电路的输出端连接开关导通检测电路，开关导通检测电路连接开关状态比较电路，开关状态比较电路的输出端设置继电器驱动芯片。

所述的主控芯片采用ATMEGA16，其为电容器无功补偿装置的主控芯片。

相对于现有技术，本实用新型由电容器无功补偿装置内部的单片机控制，简化了结构，在投入和切除的瞬间由可控硅承担过零投切，即电压过零时刻投入，电流过零时刻切除，可控硅导通时间很短（不产生发热），之后，转换为磁保持继电器接通运行。在正常接通期间具有接触器无功耗的优点，弥补了可控硅和交流接触器在低压无功补偿应用方面各自的不足。

附图说明

    图1是输入信号转换原理图。

图2是主控芯片原理图。

图3是限流电阻原理图。

图4是可控硅驱动电路原理图。

图5是开关导通检测电路原理图。

图6是开关状态比较电路原理图。

图7是继电器驱动芯片原理图。

具体实施方式

一种快速投切电容器的智能复合开关，如图1所示，它包括与外部电源相连接的输入信号转换电路，如图2所示，输入信号转换电路的输出端连接主控芯片，如图3、图4所示，主控芯片的输出端经过限流电阻后连接可控硅驱动电路，如图5所示，可控硅驱动电路的输出端连接开关导通检测电路，如图6所示，开关导通检测电路连接开关状态比较电路，如图7所示，开关状态比较电路的输出端设置继电器驱动芯片。主控芯片采用ATMEGA16，其为电容器无功补偿装置的主控芯片。

当KPA/KPB/KPC接收到外部+12V时，通过电阻分压后驱动光耦，使光耦另一端输出的QDA/QDB/QDC从低电平转换为高电平。

核心部件（MOC3061）:

MOC3061 系列采用双列直插6 引脚封装形式,如图1 所示。器件由输入、输出两部分组成。1、2 脚为输入端,输入级是一个砷化镓红外发光二极管(L ED ) , 该二极管在5～15mA 正向电流作用下,发出足够的红外光,触发输出部分。3、5 脚为空脚, 4、6 脚为输出端, 输出级为具有过零检测的光控双向可控硅。当红外发光二极管发射红外光时,光控双向可控硅触发导通。

本实用新型采用的电容器无功补偿装置内部的处理芯片ATMEGA16，由数据采集处理单元控制可控硅电路及继电器电路，实现电路的闭合和开路，避免了一些不必要的程序，实现了装置的快速投切功能。

通过芯片的控制，装置的动作时间为50ms，大大高于普通接触器的动作时间。