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有關(guān)機電一體化復合開(kāi)關(guān)在路燈無(wú)功補償系統中的應用
摘要將機電一體化復合開(kāi)關(guān)成功地用于道路照明無(wú)功補償節能系統，有效地解決了傳統的城市照明無(wú)功補償的電容器投切裝置所存在的故障率高、可靠性差、維修工作量大等技術(shù)問(wèn)題。本文主要闡述其選擇機電一體化復合開(kāi)關(guān)的理由、機電一體化復合開(kāi)關(guān)的設計思想、工作原理、主要技術(shù)參數及使用注意事項。
關(guān)鍵詞道路照明無(wú)功補償復合開(kāi)關(guān)
曾經(jīng)較為充分地探討、研究針對城市供電系統行電容器投切的無(wú)功補償裝置，只適用于在負荷基本不對稱(chēng)負荷特點(diǎn)的分相榆測、分相補償、先共補、后平穩、且三相電流基本平衡的理想工作環(huán)境下使用。
分補，先粗補、后細補集中補償的技術(shù)措施，有效地采用品閘管作為電容器的投切裝置，雖然解決了電容提高路燈供電線(xiàn)路的功率因數，取得了良好的節能效器投切過(guò)程中的涌流、過(guò)壓、分斷電弧等問(wèn)題，但其果。同樣，針對城市供電系統不對稱(chēng)負荷的特點(diǎn)我們自身也存在著(zhù)散熱器體積大、冷卻風(fēng)扇易損壞、需外選擇機電一體化復合開(kāi)關(guān)作為其補償電容器的投切裝加溫控開(kāi)關(guān)和觸發(fā)電路等輔助器件、結構復雜等明顯置。不足。
由于城市照明三相負荷的不對稱(chēng)和三相線(xiàn)路中諧因此，在城市照明無(wú)功補償裝置的選用中，傳統波分量大，同時(shí)由于無(wú)功補償裝置安裝地點(diǎn)分散、數的電容投切裝置所暴露的缺陷已不容忽視，選用可靠量多、運行和維護的工作量大，加之道路照明多為戶(hù)性更高、使用壽命更長(cháng)的免維護型電容器投切裝置，外安裝工作環(huán)境差等原岡，對路燈供電系統補償電容是達到良好補償效果、降低運行和維護費用、實(shí)現高器的投切裝的可靠性具有較高的要求。由于電容器效、節能、安令、經(jīng)濟運行的重要問(wèn)題。針對這種情在投入和切除時(shí)會(huì )產(chǎn)牛很大的涌流和過(guò)壓，暫態(tài)高壓況，我們經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間的研究，設計了機電一體化復和投切沖擊電流會(huì )導致電器絕緣擊穿和接觸器觸頭燒合開(kāi)關(guān)作為電容器的投切裝置，并取得了一定的運行損，使接觸器頻繁損壞，而且還會(huì )影響電容器使用壽經(jīng)驗。
一命和對電網(wǎng)造成干擾。因此，普通交流接觸器投切電設計思想：
容器的控制方式日前已基本淘汰。采用專(zhuān)用接觸器進(jìn)復合開(kāi)關(guān)的基本設汁指導思想是將晶閘管電子開(kāi)關(guān)與交流接觸器并接，實(shí)現電壓過(guò)零導通和電流過(guò)零切斷，使復合開(kāi)關(guān)在接通和斷開(kāi)的瞬問(wèn)具有晶閘管電子開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，而在正常接通期間又具有接觸器開(kāi)關(guān)無(wú)功耗的優(yōu)點(diǎn)。其實(shí)現方法是：投入時(shí)是在電壓過(guò)零瞬間可控硅先過(guò)零觸發(fā)，穩定后再將交流接觸器吸合導通；而切出時(shí)是先將交流接觸器斷開(kāi)，晶閘管電子開(kāi)關(guān)延時(shí)過(guò)零斷開(kāi)，從而實(shí)現電流過(guò)零切除。
其設計思路是：將電容器投切和運行的不同特性，分為暫態(tài)和穩態(tài)兩個(gè)過(guò)程，分別采用不同特性的器件進(jìn)行控制，即：
利用晶閘管電子開(kāi)關(guān)的易控和無(wú)觸點(diǎn)特性，使其工作在電容器投切瞬間的暫態(tài)過(guò)程中，起到抑制涌流、過(guò)壓和拉弧現象，并能實(shí)現快速投切。
利用交流接觸器在可靠閉合時(shí)，其主觸點(diǎn)接觸電阻小、導通容量大、壓降小、功耗小、工作安全可靠等特性，使其工作在電容器投入后和切除前的穩態(tài)過(guò)程中，起到電容器向電網(wǎng)提供無(wú)功能量的主通道作用。
二工作原理及動(dòng)作時(shí)序實(shí)現上述設計思想的核心部件，是機電一體化控制單元，它由程序化控制電路、晶閘管電子開(kāi)關(guān)和阻容能量吸收電路所組成。機電一體化控制單元的原理框圖如下：
當無(wú)功補償控制器根據電網(wǎng)無(wú)功的增量，向機電一體化控制單元發(fā)出投入或切除電容器的控制信號時(shí)，該信號通過(guò)光電轉換后進(jìn)入單片機，啟動(dòng)相應的時(shí)序控制程序，單片機按照規定的程序步驟，發(fā)出晶閘管電子開(kāi)關(guān)通斷指令和接觸器通斷指令，該指令通過(guò)功率放大和光電隔離后，驅動(dòng)晶閘管電子開(kāi)關(guān)和交流接觸器按預先設定的程序適時(shí)動(dòng)作，確保安全可靠地對電容器進(jìn)行投切操作。
機電一體化復合開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)序：
對機電一體化復合開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)序的要求是：
�、偻度霑r(shí)段.. 首先使晶閘管電子開(kāi)關(guān)在電壓過(guò)零時(shí)刻導通，將電容器平穩可靠地接入電網(wǎng)，并維持導通狀態(tài)；接著(zhù)使交流接觸器導通，使其處于同晶閘管電子開(kāi)關(guān)并聯(lián)工作的狀態(tài)，并持續一段時(shí)間；最后，電路已處于穩定工作狀態(tài)，將可控硅開(kāi)關(guān)斷開(kāi)退出工作，使交流接觸器獨立承擔電容器與電網(wǎng)的連通作用。
�、谇谐龝r(shí)段.. 首先使晶閘管電子開(kāi)關(guān)導通，使其處于同交流接觸器并聯(lián)工作的狀態(tài)；接著(zhù)使交流接觸器斷開(kāi)退出工作，電容器與電網(wǎng)的連通短時(shí)內由晶閘管獨立承擔；最后切除晶閘管的觸發(fā)信號，使晶閘管在電流過(guò)零時(shí)自然關(guān)斷。
機電一體化復合開(kāi)關(guān)的主接線(xiàn)圖：
普通交機電一體化開(kāi)關(guān)的基本構成：
�、貱PU控制單元.. 接收無(wú)功補償控制器發(fā)出的電容器投切信號，即.. 控制信號l，并按預先設定的程序發(fā)出晶閘管和交流接觸器的通斷控制信號。
�、诰чl管電子開(kāi)關(guān).. 它接收C PU控制單元發(fā)出的觸發(fā)信號，實(shí)現電容器的零電壓投入和零電流切除功能。
�、劢涣鹘佑|器它接收C PU控制單元發(fā)出的分合指令，即.. 控制信號2。交流接觸器只在穩態(tài)時(shí)，起到無(wú)功補償電容器與電網(wǎng)之間的能量傳遞作用。
三、開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)參數及使用注意事項。
體式機電復合開(kāi)關(guān)，是1 ~CPU控制單元、晶閘管電子開(kāi)關(guān)、交流接觸器、以及連接導線(xiàn)和安裝附件等，組裝在同個(gè)外殼中，形成一個(gè)獨立的整體。
優(yōu)點(diǎn)：一體式機電復合開(kāi)關(guān)結構緊湊、體積小巧、相應的外部接線(xiàn)少，因此，給安裝帶米了方便。
缺點(diǎn)：由于體積小，其開(kāi)斷容量和通風(fēng)散熱均受到了限制，一般只能用于小容量的電容器投切。特別是有些一體式復合開(kāi)關(guān)的外殼做成不可拆卸的形式，一旦開(kāi)關(guān)中某個(gè)器件損壞時(shí)，只能整體更換，造成了一定的浪費。
分體式機電復合開(kāi)關(guān)分體式機電復合開(kāi)關(guān)，是將C PU控制單元、晶閘管、阻容吸收電路等做成一個(gè)整體，構成一個(gè)獨立的程序化控制單元，該單元不含交流接觸器，而是與交流接觸器配套使用。
減振器性能參數表表三減振器型號減振器載荷( KG)安裝方式減振頻率a G≤6支架式安裝燈具.. ≥一b 6≤G≤2O支架式安裝燈具.. ≥≤6吊樸式安裝燈具.. ≥≤G≤2O吊桿式安裝燈具.. ≥優(yōu)點(diǎn)：將暫態(tài)開(kāi)關(guān).. (晶閘管)與穩態(tài)開(kāi)關(guān).. (交流接觸器)相互獨立，提高了系統的抗干擾能力；獨立的控制單元具有通用性，可根據補償電容器的實(shí)際容量，與不同容量的交流接觸器配套使用。整個(gè)補償裝置運行可靠、配置靈活，器件損壞時(shí)互換性好。
缺點(diǎn)：由于控制單元與交流接觸器需分別安裝，所占空間較大。
機電一體化復合開(kāi)關(guān)的選用注意事項為了達到安全、可靠、長(cháng)壽命的使用效果，在選用機電復合開(kāi)關(guān)時(shí)應注意以下內容：
機電一體復合開(kāi)關(guān)中晶閘管的選擇晶閘管的質(zhì)量直接關(guān)系到復合開(kāi)關(guān)的使用壽命和可靠性，在滿(mǎn)足電流、耐壓等要求時(shí)，還應選用知名廠(chǎng)家生產(chǎn)的反向并聯(lián)晶閘管模塊。
分相式機電復合開(kāi)關(guān)的選用當需要進(jìn)行分相補償或復合補償時(shí)，宜選擇專(zhuān)用的分相補償式機電一體化復合開(kāi)關(guān)，以對單相電容器進(jìn)行投切控制。
多路機電復合丌關(guān)的應用當補償路數達4路或4路以上時(shí)，為了降低補償裝置的綜合成本并使其結構緊湊，可選用多路輸出的機電一體化復合開(kāi)關(guān)。
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