一种低压电容高速投切补偿模块及其控制方法与流程

1.本发明属于低压电容投切补偿领域，尤其涉及一种低压电容高速投切补偿模块及其控制方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.传统的可控硅投切的电容补偿其同步触发方式多采用可控硅端电压过零检测或电源电压过零锁相检测。可控硅端电压过零检测方式在投切串联电抗器的电容时，切除后需要一定的放电时间才能再次投入，造成响应时间慢或短时缺相运行的问题。在大功率冲击负荷或相控整流设备换相短路过程时会出现大的电压跌落，导致电源电压过零锁相检测错误；在工业负载谐波大的场合，由于谐波的影响也会导致电源电压过零锁相检测错误。
4.传统的电容补偿无法判断补偿支路电容器的衰减及支路电流谐波过量的问题，电容的衰减会导致电抗率下降吸收的谐波会变大，补偿回路中的电流谐波长期过量会导致电容发热加速损坏，进而会出现电容爆裂的事故。传统的电容补偿是利用支路串联的熔断器或断路器进行保护的，由于这些保护电流的选取的一般都比较大，按国标需要1.43in以上，等这些外部器件保护时故障已经扩大了，无法做到器件损坏初期的保护及事故的预防。
5.传统的可控硅投切的电容补偿装置中，可控硅随着老化等因素会出现击穿电压下降的情况，加上电网的过电压也会导致可控硅击穿电压不足，因而可控硅会出现击穿导通或击穿电压下降后在某个临界点自行通断的情况。可控硅击穿导通情况下常会带来不平衡或补偿错误的问题；可控硅击穿电压下降在临界自行通断的情况，会产生涌流损伤电容器，当有效值电流还达不到外部保护器件的保护值时，故障会持续扩大，而当外部器件保护时事故就比较大了，常会出现电容爆裂的事故。因而传统的电容补偿支路在可控硅出现击穿导通或击穿电压下降在临界自行通断这些可控硅失控的情况下，无法及时的在故障初期进行支路的切除保护。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提供一种低压电容高速投切补偿模块及其控制方法，其主回路采用投切开关、电抗器、电容器串联构成角内接法，其中投切开关由二极管和可控硅反并联构成，不投电容器或电容器切除时电容器会充电至线电压峰值时的电压，其模块控制板利用数字锁相技术实现对电网电压的锁相，可免受谐波及电压跌落的影响，并能准确找到电网线电压峰值点的时刻，当接收外部投入命令后在电网三个线电压峰值点处分别触发投切开关的三个可控硅可使其无涌流投入电容器，且电容器切除后还可以马上再次投入，解决了可控硅投切的电容补偿采用可控硅端电压过零检测响应时间慢的问题及采用电源电压过零锁相检测的同步触发方式易受谐波及电压跌落的影响，可适应于谐波大及有电压跌落冲击的快速无功波动的场合。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.本发明的第一方面提供了一种低压电容高速投切补偿模块。
9.一种低压电容高速投切补偿模块，其包括断路器、投切开关、电抗器、电容器和模块控制板，投切开关、电抗器和电容器三者串联构成内三角形并接在断路器的出线侧，断路器的进线侧连接电源；
10.所述模块控制板上设置有数字锁相单元和无涌流投切逻辑单元；所述数字锁相单元用于锁相电网三相电压；所述无涌流投切逻辑单元用于找到锁相后的电网三相线电压峰值点时刻，当接收外部投入命令后在电网三相线电压峰值点处触发投切开关使其无涌流投入电容器；
11.所述投切开关由反并联连接的可控硅和二极管构成；当投切开关中的可控硅关断后，所述电容器会经二极管充电，二极管截止即投切开关关断时电容器会充至线电压峰值时的电压。
12.进一步地，所述无涌流投切逻辑单元的输入端接收数字锁相后的电网相位信号和相序信号，所述无涌流投切逻辑单元用于根据电网相序信号切换无涌流的投入相位点，当实际相位与无涌流投入相位点一致时，输出相应投切开关中的可控硅的触发信号投入电容器。
13.进一步地，所述模块控制板上还设置有容值衰减保护单元，其输入端接入电网电压、补偿电流及数字锁相后的电压频率，并结合实际电抗率及电容铭牌容值在线模拟计算出电容的容值并计算出电容的衰减率，当电容衰减率超过设定值时输出报警停机信号。
14.进一步地，所述模块控制板上还设置有谐波保护单元，其输入端接入电网电压和补偿电流，根据采样的电网电压、补偿电流运算出基波值和谐波值，并分别计算出电网电压及补偿电流的谐波含量，当超过各自的设定保护值时输出报警停机信号。
15.进一步地，所述模块控制板上还设置有可控硅击穿保护单元，其输入端接收触发指令及补偿电流，根据触发指令及补偿电流情况得到可控硅的状态，发现击穿后向断路器的分闸线圈输出跳闸信号。
16.进一步地，所述模块控制板还设置有全双工通信单元，全双工通信单元带有全双工的通信接口，以广播指令侦听的方式接收外部控制器的高速投切的通信指令并以全双工方式发送模块控制板的状态信息。
17.进一步地，所述模块控制板上还设置有温度保护单元，其用于采样电容器的温度、电抗器的温度、投切开关上散热器的温度及环境温度，所述温度保护单元用于计算电容器、电抗器、投切开关上散热器的温度或温升，当电容器、电抗器、投切开关上散热器的温度或温升一旦有超出设定保护值时，输出报警停机信号。
18.进一步地，所述低压电容高速投切补偿模块，还包括电流互感器，所述电流互感器共有三个，其一次侧分别串联于三角形接法的三个角内回路中，其二次侧分别接模块控制板的三个电流输入端。
19.进一步地，所述断路器安装有跳闸线圈，跳闸线圈的控制端连接到模块控制板的跳闸接线端子。
20.进一步地，所述投切开关上还设置有散热器，散热器上安装有测温传感器，测温传感器连接到模块控制板的散热器温度接线端子。
21.进一步地，所述电抗器有三个绕组构成，每个绕组有独立的进线端和出线端，且每个绕组安装有测温传感器，分别连接到模块控制板的电抗温度接线端子。
22.进一步地，所述电容器由三组独立的单相电容器构成，每组电容器有进线端和出线端，每组电容安装有测温传感器，测温传感器分别连接到模块控制板的电容温度接线端子。
23.进一步地，所述数字锁相单元包括：
24.三个ad转换单元，用于分别将电网三相电压模拟信号转化为数字信号；
25.第一加法器和第二加法器，其用于将a相和c相电压数字信号分别与b相电压数字信号作差；
26.第一比例调节器，其与第一加法器的输出端相连；
27.第二比例调节器，其与第二个加法器的输出端相连；
28.第一乘法器，其一个输入端与第一比例调节器相连，另一个输入端与第一正弦运算器的输出端连接，第一正弦运算器的输入端与带复位端的积分器的输出端相连；
29.第二乘法器，其一个输入端与第二比例调节器相连，另一个输入端连接第二正弦运算器的输出端，第二正弦运算器的输入端与第四加法器相连，第四加法器的两个输入端分别连接带复位端的积分器的输出端和第一常数；
30.第三加法器，其用于累加第一乘法器和第二乘法器的输出结果；
31.低通滤波器，用于谐波信号的滤除，其输入端与第三加法器的输出端相连；
32.pi调节器，其输入端与低通滤波器的输出端相连，输出端与第二绝对值运算器的输入端连接，第二绝对值运算器的输出端为角频率信号；
33.第三比例调节器，其输入端与pi调节器的输出端相连；
34.带复位端的积分器，其一个输入端与第三比例调节器的输出端相连，另一个输入端连接比较器的输出端；
35.比较器，其正输入端连接第一绝对值运算器的输出端，第一绝对值运算器的输入端连接带复位端的积分器的输出端，比较器的负输入端连接第二常数。
36.本发明的第二方面提供了一种低压电容高速投切补偿模块的控制方法。
37.一种低压电容高速投切补偿模块的控制方法，其包括：
38.数字锁相电网三相电压得到电网电压的相序及相位；
39.当补偿模块接收外部投入命令后，根据电网电压相序判断相位找到电网三相线电压正峰值点时刻，分别在电网三相线电压正峰值点处发出触发投切开关中的可控硅指令，使其投入电容器；
40.当补偿模块接收外部切除命令后，根据当前的电网电压相序判断相位，找到电网三相线电压正向过零点(即线电压由负变正对应投切开关里二极管的电流为峰值)时刻，分别发出停止触发投切开关中的可控硅指令，可控硅在零电流处会自然关断，随后二极管导通经过半个工频周期后截止，完成了电容器切除，此时三组电容器分别经二极管已充满电，补偿模块可以马上再次响应外部的投入命令使其重新投入电容器以达到高速投切的目的。
41.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
42.(1)利用数字锁相单元对电网三相电压进行锁相，可提高锁相同步触发技术的可靠性，再利用无涌流投切逻辑单元找到电网三相线电压正峰值点的时刻，当接收外部投入
命令后在电网三相线电压正峰值点处触发投切开关并使其投入电容器，解决了可控硅投切的电容补偿采用可控硅端电压过零检测响应时间慢的问题及采用电源电压过零锁相检测的同步触发方式易受谐波及电压跌落的影响，可适应于谐波大及有电压跌落冲击的快速无功波动的场合。
43.(2)本发明的投切开由反并联连接的可控硅和二极管构成；当接收外部切除命令后在锁相后的电网三相线电压正向过零点处(也即二极管正向峰值电流处)停止触发投切开关，可避免可控硅在基波零电流附近停止触发时有谐波引起的二极管延时开通半周波导致投切开关关断慢的问题；当投切开关中的可控硅停止触发后在零电流处会自然关断，随后经过半个工频周期，所述电容器会经投切开关中的二极管充满电，此时可以马上再次响应投切指令，可达到高速投切的目的。
44.(3)本发明在模块控制板上还设置有容值衰减保护单元、谐波保护单元和控硅击穿保护单元、温度保护单元，解决了电容器补偿支路故障初期的监测保护问题，可避免事故的扩大。
45.(4)本发明的数字锁相单元由硬件逻辑器件构成，避免了数字锁相编程，同时提高了数字锁相同步触发技术的可靠性。
附图说明
46.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
47.图1是本发明实施例的一种低压电容高速投切补偿模块结构示意图；
48.图2是本发明实施例的数字锁相单元的原理框图；
49.图3是本发明实施例的无涌流投切逻辑单元流程图。
具体实施方式
50.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
51.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
52.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
53.术语解释：
54.本发明中的低压电容高速投切补偿模块中的低压指的是ac 1140v及以下。
55.如图1所示，本实施例的低压电容高速投切补偿模块，包括断路器(1)、投切开关(3)、电抗器(4)、电容器(5)和模块控制板(6)，投切开关(3)、电抗器(4)和电容器(5)三者串联构成内三角形并接在断路器(1)的出线侧，断路器(1)的进线侧连接电源；
56.所述模块控制板(6)设置有数字锁相单元和无涌流投切逻辑单元；当断路器(1)闭合，使得整个低压电容高速投切补偿模块接入电源后，模块控制板(6)用于采样电网三相电
压，经数字锁相单元锁相后，由无涌流投切逻辑单元找到电网三相线电压正峰值点的时刻，当接收外部控制器投入命令后在电网三相线电压正峰值点处触发投切开关(3)并使其投入电容器(5)；当投切开关(3)中的可控硅关断后，电容器(5)会经二极管充电，二极管截止即投切开关(3)关断时电容器(5)会充至线电压峰值时的电压，此时可以马上再次响应投切指令，可达到高速投切的目的。
57.在具体实施中，所述断路器(1)安装有跳闸线圈(7)，跳闸线圈(7)的控制端连接到模块控制板(6)的跳闸接线端子。其中，跳闸线圈为线包绕组，中间有一个活动的铁芯；当跳闸线圈的两端加到额定电压时，就会有电流通过绕组，产生磁场，吸动铁芯，然后推动机构跳闸。本实施例的跳闸线圈是用来下口故障分离断路器的，受模块控制板(6)控制跳闸。
58.在具体实施中，可控硅与二极管反并联构成投切开关(3)，其中二极管的阳极接断路器(1)的出线侧，阴极串接电抗器(4)，可控硅的触发端接至模块控制板(6)的触发端子。其中，可控硅是一种大功率电器元件，也称晶闸管。
59.在具体实施中，投切开关(3)上还设置有散热器，散热器上安装有测温传感器，测温传感器连接到模块控制板(6)的散热器温度接线端子。其中，测温传感器用于实时检测投切开关的温度并传送至模块控制板(6)，用来实现投切开关的温度监测。
60.在具体实施中，电抗器(4)有三个绕组构成，每个绕组有独立的进线端和出线端，且每个绕组安装有测温传感器，分别连接到模块控制板(6)的电抗温度接线端子。其中，电抗器是和电容器组成偏谐回路的，吸收或抑制特定次的谐波电流，也可以限制低压电容高速投切补偿模块的合闸充电电流及故障电流，而且电抗器(4)上的测温传感器用于实时监测电抗器的温度，避免温度过高，使得电抗器损坏，而导致低压电容高速投切补偿模块失效。
61.在具体实施中，电容器(5)由三组独立的单相电容器构成，每组电容器有进线端和出线端，每组电容安装有测温传感器(8)，测温传感器(8)分别连接到模块控制板(6)的电容温度接线端子。其中，电容器是产生容性无功补偿电流的元件，电容上的测温传感器(8)用于实时监测电容器的温度，避免温度过高，使得电容器损坏，而导致低压电容高速投切补偿模块失效。
62.在另一具体实施例中，所述低压电容高速投切补偿模块，还包括电流互感器(2)，所述电流互感器(2)共有三个，其一次侧分别串联于三角形接法的三个角内回路中，其二次侧分别接模块控制板的三个电流输入端。其中，电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。电流互感器串在需要测量的电流的线路中。
63.其中，所述数字锁相单元包括：
64.三个ad转换单元，用于分别将电网三相电压模拟信号转化为数字信号；
65.第一加法器和第二加法器，其用于将a相和c相电压数字信号分别与b相电压数字信号作差；
66.第一比例调节器，其与第一加法器的输出端相连；
67.第二比例调节器，其与第二个加法器的输出端相连；
68.第一乘法器，其一个输入端与第一比例调节器相连，另一个输入端与第一正弦运算器的输出端连接，第一正弦运算器的输入端与带复位端的积分器的输出端相连；
69.第二乘法器，其一个输入端与第二比例调节器相连，另一个输入端连接第二正弦运算器的输出端，第二正弦运算器的输入端与第四加法器输出端相连，第四加法器的两个输入端分别连接带复位端的积分器的输出端和第一常数(比如：120)；
70.第三加法器，其用于累加第一乘法器和第二乘法器的输出结果；
71.低通滤波器，用于谐波信号的滤除，其输入端与第三加法器的输出端相连；
72.pi调节器，其输入端与低通滤波器的输出端相连，一个输出端与第二绝对值运算器的输入端连接，第二绝对值运算器的输出端为角频率信号，pi调节器另一个输出端为相序信号；
73.第三比例调节器，其输入端与pi调节器的输出端相连；
74.带复位端的积分器，其一个输入端与第三比例调节器的输出端相连，另一个复位输入端连接比较器的输出端，带复位端的积分器的输出端为相位信号；
75.比较器，其正输入端连接第一绝对值运算器的输出端，第一绝对值运算器的输入端连接带复位端的积分器的输出端，比较器的负输入端连接第二常数(比如：360)。
76.在具体实施中，如图2所示，数字锁相单元由ad转换单元ⅰ(11)、ad转换单元ⅱ(12)、ad转换单元ⅲ(13)、加法器ⅰ(14)、加法器ⅱ(15)、加法器ⅲ(20)、加法器ⅳ(29)、比例调节器ⅰ(16)、比例调节器ⅱ(17)、比例调节器ⅲ(23)、乘法器ⅰ(18)、乘法器ⅱ(19)、低通滤波器(21)、pi调节器(22)、正弦运算器ⅰ(25)、正弦运算器ⅱ(28)、带复位端的积分器(24)、比较器(27)、绝对值运算器ⅰ(26)、绝对值运算器ⅱ(30)构成；其中ad转换单元ⅰ(11)的输入端接电压ua，输出端接加法器ⅰ(14)的“ ”输入端；ad转换单元ⅱ(12)的输入端接电压ub，输出端有两个，一个输出端接加法器ⅰ(14)的“－”输入端，另一个输出端接加法器ⅱ(15)的“－”输入端；ad转换单元ⅲ(13)的输入端接电压uc，输出端接加法器ⅱ(15)的“ ”输入端；比例调节器ⅰ(16)的输入端接加法器ⅰ(14)的输出端，其输出端接乘法器ⅰ(18)的一个输入端；比例调节器ⅱ(17)的输入端接加法器ⅱ(15)的输出端，其输出端接乘法器ⅱ(19)的一个输入端；加法器ⅲ(20)的一个“ ”输入端接乘法器ⅰ(18)的输出端，其另一个“ ”输入端接乘法器ⅱ(19)的输出端，其输出端接低通滤波器(21)的输入端；pi调节器(22)的输入端接低通滤波器(21)的输出端，其输出端有三个，一个输出端接比例调节器ⅲ(23)的输入端，一个输出端接绝对值运算器ⅱ(30)的输入端，一个输出端为相序输出信号ps；带复位端的积分器(24)的信号输入端接比例调节器ⅲ(23)的输触端，其复位输入端接比较器(27)的输出端，其输出端有四个，分别接正弦运算器ⅰ(25)的输入端、加法器ⅳ(29)的一个“ ”输入端、绝对值运算器(26)的输入端及相位输出信号α；比较器(27)“ ”输入端接绝对值运算器(26)的输出端，其“－”输入端接第二常数；加法器ⅳ(29)的另一个“ ”输入端接第一常数，其输出端接正弦运算器ⅱ(28)；正弦运算器ⅰ(25)的输出端接乘法器ⅰ(18)的另一个输入端，正弦运算器ⅱ(28)的输出端接乘法器ⅱ(19)的另一个输入端；绝对值运算器ⅱ(30)的输出端为角频率信号ω；其中比例调节器ⅲ(23)的值为常数(比如：180/π)。
77.本实施例通过上述硬件结构来实现数字锁相单元，避免软件锁相程序跑飞或是无效，进而实现了对电网三相电压的可靠锁相。
78.在具体实施中，所述无涌流投切逻辑单元用于无涌流投切的相位判断，无涌流投切逻辑单元的输入端连接数字锁相单元输出的电网相位信号和相序信号，根据电网相序信号切换无涌流的投入相位点，当实际相位与无涌流投入相位点一致时，输出相应可控硅的
触发信号投入电容器。
79.如图3所示，无涌流投切逻辑单元的工作流程为：收到投入命令后，判断相序输出信号ps,若相序信号ps》0则按照如下相位输出信号α进行投切相应的可控硅：判断α，当α为150时置位ab间的可控硅触发信号drab为1，投入ab间的可控硅；判断α，当α为270时置位bc间的可控硅触发信号drbc为1，投入bc间的可控硅；判断α，当α为30时置位ca间的可控硅触发信号drca为1,投入ca间的可控硅。判断相序信号ps,若相序输出信号ps≤0则按照如下相位输出信号α进行投切相应的可控硅：判断α，当α为-210时置位ab间的可控硅触发信号drab为1，投入ab间的可控硅；判断α，当α为-90时置位bc间的可控硅触发信号drbc为1，投入bc间的可控硅；判断α，当α为-330时置位ca间的可控硅触发信号drca为1,投入ca间的可控硅。
80.在具体实施例中，所述模块控制板(6)还设置有容值衰减保护单元，所述容值衰减保护单元用于电容容值的衰减率检测和保护，容值衰减保护单元的输入端连接电网电压、补偿电流及数字锁相单元输出的电压频率，并结合实际电抗率及电容铭牌容值在线模拟计算出电容的容值并计算出电容的衰减率，当电容衰减率超过设定值时输出报警停机信号。
81.在具体实施中，所述模块控制板(6)还设置有谐波保护单元，所述谐波保护单元用于电压及补偿电流谐波含量的监测和保护，它的输入端连接电网电压和补偿电流，根据采样的电网电压、补偿电流运算出基波值和谐波值，并分别计算出电网电压及补偿电流的谐波含量，当超过各自的设定保护值时输出报警停机信号。
82.在具体实施例中，所述模块控制板(6)还设置有可控硅击穿保护单元，所述可控硅击穿保护单元用于可控硅击穿状态的判断和保护，它的输入端连接触发指令及补偿电流，根据触发指令及补偿电流情况得到可控硅的状态，发现击穿后向断路器的分闸线圈输出跳闸信号。
83.本实施例的容值衰减保护单元、谐波保护单元和可控硅击穿保护单元，解决了电容器补偿支路故障初期的监测保护问题，可避免事故的扩大。
84.具体地，所述模块控制板(6)还设置有全双工通信单元，全双工通信单元带有全双工的通信接口，以广播指令侦听的方式接收外部控制器的高速投切的通信指令并以全双工方式发送模块控制板的状态信息。
85.在具体实施例中，所述模块控制板(6)上还设置有温度保护单元，其用于采样电容器(5)的温度、电抗器的温度、投切开关上散热器的温度及环境温度，所述温度保护单元用于计算电容器(5)、电抗器(4)、投切开关(3)上散热器的温升，当电容器(5)、电抗器(4)、投切开关(3)上散热器的温度或温升一旦有超出设定保护值时，输出报警停机信号。
86.本实施例的一种低压电容高速投切补偿模块的控制方法，包括：
87.当闭合断路器(1)时，利用模块控制板(6)采样电网三相电压，再经数字锁相单元锁相后，得到电网电压的相序及相位；
88.当补偿模块接收外部投入命令后，根据电网电压相序由无涌流投切逻辑单元判断相位找到电网三相线电压正峰值点时刻，分别在电网三相线电压正峰值点处发出触发投切开关(3)中的可控硅指令，使其投入电容器(5)；
89.当补偿模块接收外部切除命令后，根据当前的电网电压相序判断相位，找到电网三相线电压正向过零点(即线电压由负变正对应投切开关里二极管的电流为峰值)时刻，分别发出停止触发投切开关(3)中的可控硅指令，可控硅在零电流处会自然关断，随后二极管
导通经过半个工频周期后截止，完成了电容器切除，此时三组电容器(5)分别经二极管已充满电，补偿模块可以马上再次响应外部的投入命令使其重新投入电容器(5)以达到高速投切的目的。
90.当模块控制板(6)由数字锁相单元、无涌流投切逻辑单元、容值衰减保护单元、谐波保护单元、可控硅击穿保护单元、全双工通信单元和温度保护单元构成时，所对应的低压电容高速投切补偿模块的控制方法为：
91.当模块控制板(6)接入电源、断路器(1)闭合后，电容器(5)中的三组电容器分别经投切开关(3)内部的二极管充电到电网线电压的正峰值点，模块控制板(6)采样电网的三相电压，经数字锁相单元锁相后，得到电网电压的相序及相位；当补偿模块接收外部投入命令后，根据电网电压相序由无涌流投切逻辑单元判断相位找到电网三相线电压正峰值点时刻，分别在电网三相线电压正峰值点处发出触发投切开关(3)中的可控硅指令，使其投入电容器(5)；
92.当补偿模块接收外部切除命令后，根据当前的电网电压相序判断相位，找到电网三相线电压正向过零点(即线电压由负变正对应投切开关里二极管的电流为峰值)时刻，分别发出停止触发投切开关(3)中的可控硅指令，可控硅在零电流处会自然关断，随后二极管导通经过半个工频周期后截止，完成了电容器切除，此时三组电容器(5)分别经二极管已充满电，补偿模块可以马上再次响应外部的投入命令使其重新投入电容器(5)以达到高速投切的目的。
93.容值衰减保护单元根据采样的三相电压ua、ub、uc及三相角内回路中的补偿电流iab、ibc、ica，经傅里叶算法先分析出基波电压、基波补偿电流，再根据基波电压、基波补偿电流、锁相单元输出的电压频率，并结合实际电抗率、电容铭牌容值参数计算出容值衰减率，容值衰减率超过设定保护值就会输出报警停机信号；
94.谐波保护单元根据采样的三相电压ua、ub、uc及三相角内回路中的补偿电流iab、ibc、ica，经傅里叶算法分析出基波电压、基波补偿电流、谐波电压、谐波补偿电流，并计算出电压谐波含量和补偿电流谐波含量，超过各自的设定保护值就会输出报警停机信号；
95.模块控制板(6)采样电容器(5)的温度、电抗器(4)的温度、投切开关(3)散热器的温度及环境温度，并分别计算电容器(5)、电抗器(4)、投切开关(3)散热器的温升，当电容器(5)、电抗器(4)、投切开关(3)散热器的温度或温升一旦有超出设定保护值的就会输出报警停机信号；
96.可控硅击穿保护单元实时检测补偿电流iab、ibc、ica，当没有可控硅触发信号时若检测到有补偿电流就说明可控硅有击穿或临界击穿的现象，可控硅击穿保护单元会向跳闸线圈(7)发出模块跳闸指令分断模块的断路器(1)脱离主回路；
97.模块控制板(6)的全双工通信单元带有全双工的通信接口，以广播指令侦听的方式接收外部控制器的高速投切的通信指令并以全双工方式发送本模块的状态信息。
98.基于上述所述低压电容高速投切补偿模块的控制方法，其包括：
99.数字锁相电网三相电压得到电网电压的相序及相位；
100.当补偿模块接收外部投入命令后，根据电网电压相序判断相位找到电网三相线电压正峰值点时刻，分别在电网三相线电压正峰值点处发出触发投切开关中的可控硅指令，使其投入电容器；
101.当补偿模块接收外部切除命令后，根据当前的电网电压相序判断相位，找到电网三相线电压正向过零点(即线电压由负变正对应投切开关里二极管的电流为峰值)时刻，分别发出停止触发投切开关中的可控硅指令，可控硅在零电流处会自然关断，随后二极管导通经过半个工频周期后截止，完成了电容器切除，此时三组电容器分别经二极管已充满电，补偿模块可以马上再次响应外部的投入命令使其重新投入电容器以达到高速投切的目的。
102.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。