电容残压检测装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 101937013 A (43)申请公布日 2011.01.05 CN 101937013 A *CN101937013A* (21)申请号 201010230920.4 (22)申请日 2010.07.07 G01R 19/00(2006.01) (71)申请人 郭桥石 地址 511450 广东省广州市番禺区石基镇新 桥村泰安路 98 号之三 ( 广州市金矢电 子有限公司 ) 申请人 高旭昌 (72)发明人 郭桥石 (54) 发明名称 电容残压检测装置 (57) 摘要 本发明电容残压检测装置属于电力无功补偿 领域， 特别是一种适合于对电容投入控制电路中 应用的电容残

2、压检测装置， 本装置具有线路简单、 使用方便、 体积小、 成本低、 可靠性极高的特点， 利 用本装置输出电容残压检测信号可以作为电容投 入的控制信号， 可以避免误操作造成较高过电压 和冲击电流， 提高了电容和电容投切开关的使用 寿命和工作可靠性， 且可以在提高功率因数控制 器电容投切频率的条件下， 进行投入安全可靠， 达 到更好的功率因素补偿效果。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 101937014 A1/1 页 2 1. 电容残压检测装置， 电容残压检测装置由光电耦合器输入回路、 光电

3、耦合器输出端 组成， 其特征是光电耦合器输入回路， 连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端， 由光 电耦合器输出端输出残压检测信号。 2. 根据权利要求 1 所述的电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由光电耦 合器 OPT1 输入端与光电耦合器 OPT2 输入端反向并联， 再与限流电阻 R1 串联， 串联回路两 端分别连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端， 光电耦合器 OPT1、 OPT2 输出端输出 残压检测信号。 3. 根据权利要求 1 所述的电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由光电耦 合器 OPT1、 OPT2、 OPT3 输入端各反向并联二极管 D1、 D2

4、、 D3， 二极管 D1、 D2、 D3 的负极端再 分别与限流电阻 R1、 R2、 R3 串联， 串联回路二极管正极端连接在一起， 串联回路电阻端分别 连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端， 光电耦合器 OPT1、 OPT2、 OPT3 输出端输出 残压检测信号。 4. 根据权利要求 1 所述的电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由单相整 流电路或三相整流电路输入端连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端， 整流输出通 过限流电阻 R1 驱动光电耦合器 OPT1 输入端， 光电耦合器 OPT1 输出端输出残压检测信号。 5. 根据权利要求 1 所述的电容残压检测装置， 其特征是

5、光电耦合器输入回路由三相整 流电路或单相整流电路 BR1 输入端通过限流电阻连接至电容的进线端或电容投切开关的 输出端， 整流输出端驱动光电藕合器OPT1输入端， 光电耦合器OPT1输出端输出残压检测信 号。 6. 根据权利要求 1 所述的电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器包括线性和非线性 的。 权 利 要 求 书 CN 101937013 A CN 101937014 A1/3 页 3 电容残压检测装置 技术领域 0001 本发明电容残压检测装置属于电力无功补偿领域， 特别是一种适合于在电容负载 投切开关及电力电容控制电路中使用。 背景技术 0002 目前在电力系统中为达到节能减少线路无

6、功损耗提高电力变压器功率利用率， 普 遍利用电力电容并联在电力线路中作为功率因数补偿， 但由于电容是储能元件， 在开关分 断后存在很高的残余电压， 当电容存在较高残压进行第二次投入时， 将会产生电源电压与 电容残压的倍压过程， 这就会带来操作过电压和极大冲击电流， 操作过电压和极大冲击电 流对电容和电容投切开关使用寿命及可靠性有很大的影响， 同时对电力系统造成的干扰污 染也大。为此相关标准法规文件也规定了电力电容二次投入时残压值的要求， 由于电力电 容没有电容残压的检测信号输出， 在电容放电电阻损坏或功率因数控制器设定电容投切时 间较短的情况下 ( 注 ： 但功率因数控制器设定电容投切时间较长

7、时补偿效果会变差 )， 电容 投切开关和控制器无法知道电容残压情况， 这时的误投入电容将会出现很高操作过电压和 涌流， 这将对电容和电容投切开关寿命会造成很大的影响。 发明内容 0003 本发明的目的在于根据现有电力无功补偿系统电容的残压检测方面的功能缺失 而提供一种线路简单、 使用方便、 体积小、 成本低、 可靠性极高的具有的电容残压检测信号 输出功能的电容残压检测装置， 本装置输出的残压检测信号可以作为电容投切开关的投入 控制信号， 避免在电容残压较高时误操作引起的操作过电压和过高的冲击电流。 0004 实现本发明的目的是通过以下技术方案来达到的 ： 电容残压检测装置由光电耦合 器输入回路

8、、 光电耦合器输出端组成， 其特征是光电耦合器输入回路连接至电容的进线端 或电容投切开关的输出端， 由光电耦合器输出端输出电容的残压检测信号。 0005 电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由光电耦合器 OPT1 输入端与 光电耦合器OPT2输入端反向并联， 再与限流电阻R1串联， 串联回路两端分别连接至电容器 进线端或电容投切开关的输出端， 光电耦合器 OPT1、 OPT2 输出端输出残压检测信号。 0006 电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由光电耦合器 OPT1、 OPT2、 OPT3 输入端各反向并联二极管 D1、 D2、 D3， 二极管 D1、 D2、 D3 的

9、负极端再分别与限流电阻 R1、 R2、 R3 串联， 串联回路二极管正极端连接在一起， 串联回路 R1、 R2、 R3 电阻端分别连接至三相电 容进线端或电容投切开关的输出端， 光电耦合器 OPT1、 OPT2、 OPT3 输出端输出残压检测信 号。 0007 电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由三相整流电路或单相整流电 路BR1输入端连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端， 整流输出通过限流电阻R1驱 动光电耦合器 OPT1 输入端， 光电耦合器 OPT1 输出端输出残压检测信号。 0008 电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器输入回路由三相整流电路或单相整流电 说 明 书

10、CN 101937013 A CN 101937014 A2/3 页 4 路 BR1 输入端通过限流电阻连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端， 整流输出端驱 动光电耦合器 OPT1 输入端， 光电耦合器 OPT1 输出端输出残压检测信号。 0009 电容残压检测装置， 其特征是光电耦合器包括线性和非线性的。 0010 利用本装置输出电容残压检测信号作为电容投入的控制信号， 可以避免电容投入 误操作造成较高过电压和冲击电流， 提高了电容和电容投切开关的使用寿命和工作可靠 性， 且可以在提高功率因数控制器设定电容的投切频率的条件下， 进行安全可靠投入， 达到 更好的功率因素补偿效果。 附图说明

11、 0011 附图 1 是本发明的实施方案示意图。 0012 附图 2 是本发明的实施例一电路示意图。 0013 附图 3 是本发明的实施例二电路示意图。 0014 附图 4 是本发明的实施例三电路示意图。 0015 附图 5 是本发明的实施例四电路示意图。 具体实施方式 0016 如附图 1 所示， C1、 C2 为电容残压检测装置光电耦合器输入回路输入端口， T1 为 电容残压检测装置光电耦合器输入回路， 由光电耦合器输出端 T2 输出残压检测信号。 0017 注 ： 方框内电路图仅供参考， 输入回路 T1 也可以用其他如灯泡等发光元器件 ； 光 电耦合器输出端T2， 也可以是其他感光元器件

12、， 工作原理不变。 光电耦合器可以是线性的也 可以是非线性的， 输入输出端口可以是多端的。 0018 工作原理 ： 在电容残压驱动光电耦合器输入回路 T1， 点亮发光元器件， 再由 T2 输 出残压检测信号。 0019 如附图 2 所示， 电容残压检测装置， 由光电耦合器 OPT1 输入端与光电耦合器 OPT2 输入端反向并联， 再与限流电阻 R1 串联， 串联回路两端 C1、 C2 分别连接至电容器进线端或 电容投切开关的输出端， 光电耦合器 OPT1、 OPT2 输出端输出残压检测信号。 0020 工作原理 ： 在电容残压C1端相对于C2端为正时， 残压通过电阻R1限流， 驱动光电 耦合器

13、OPT2， OPT2输出端输出检测信号 ； 在电容残压C2端相对于C1端为正时， 残压通过电 阻 R1 限流， 驱动光电耦合器 OPT1， OPT1 输出端输出残压检测信号。 0021 如附图 3 所示， 电容残压检测装置， 由光电耦合器 OPT1、 OPT2、 OPT3 输入端各反向 并联二极管 D1、 D2、 D3， 二极管 D1、 D2、 D3 的负极端再分别与限流电阻 R1、 R2、 R3 串联， 串联 回路二极管正极端连接在一起， 串联回路电阻端 C1、 C2、 C3 分别连接至三相电容进线端或 电容投切开关的输出端， 光电耦合器 OPT1、 OPT2、 OPT3 输出端输出残压检测

14、信号。 0022 工作原理 ： 在电容残压 C1 端相对于 C2 端为正时， 残压通过电阻 R1、 D2、 R2 限流， 驱动光电耦合器 OPT1， OPT1 输出端输出残压检测信号 ； 在电容残压 C2 端相对于 C1 端为正 时， 残压通过电阻R2、 D1、 R1限流， 驱动光电耦合器OPT2， OPT2输出端输出残压检测信号 ； 在 电容残压 C1 端相对于 C3 端为正时， 残压通过电阻 R1、 D3、 R3 限流， 驱动光电耦合器 OPT1， OPT1 输出端输出检测信号 ； 在电容残压 C3 端相对于 C1 端为正时， 残压通过电阻 R3、 D1、 R1 限流， 驱动光电耦合器OP

15、T3， OPT3输出端输出残压检测信号 ； 在电容残压C3端相对于C2端 说 明 书 CN 101937013 A CN 101937014 A3/3 页 5 为正时， 残压通过电阻 R3、 D2、 R2 限流， 驱动光电耦合器 OPT3， OPT3 输出端输出残压检测信 号 ； 在电容残压 C2 端相对于 C3 端为正时， 残压通过电阻 R2、 D3、 R3 限流， 驱动光电耦合器 OPT2， OPT2 输出端输出残压检测信号。 0023 如附图 4 所示， 电容残压检测装置， 由单相整流电路或三相整流电路 BR1 输入端 C1、 C2( 三相整流电路时带 C3 输入端 ) 连接至电容的进线

16、端或电容投切开关的输出端， 整 流电路输出通过限流电阻 R1 驱动光电耦合器 OPT1 输入端， 光电耦合器 OPT1 输出端输出残 压检测信号。 0024 工作原理 ： 在电容残压通过整流电路整流， 输出直流电经电阻 R1 限流， 驱动光电 耦合器 OPT1 输出端输出残压检测信号。 0025 如附图 5 所示， 电容残压检测装置， 由单相整流电路或三相整流电路 BR1， 输入端 C1、 C2、 C3 通过限流电阻 R1、 R2、 R3 连接至电容的进线端或电容投切开关的输出端 ( 单相整 流电路时不带C3输入端和电阻R3)， 整流电路输出端驱动光电耦合器OPT1输入端， 光电耦 合器 OPT1 输出端输出残压检测信号。 0026 工作原理 ： 在电容残压通过电阻 R1、 R2、 R3 限流再经整流电路 BR1 整流， 输出直流 电驱动光电耦合器 OPT1 输出端输出残压检测信号。 说 明 书 CN 101937013 A CN 101937014 A1/2 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 101937013 A CN 101937014 A2/2 页 7 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 101937013 A