專利名稱：晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多晶閘管投切開關(guān)的觸發(fā)控制裝置，特別是一種用于電力系統(tǒng)中晶閘管投切電容型(TSC)動態(tài)無功補(bǔ)償(SVC)的晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，工廠大量使用的大功率開關(guān)器件組成的設(shè)備對大型、沖擊型負(fù)載供電，這使電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重。如果不進(jìn)行無功補(bǔ)償，在正常運(yùn)行時，會反復(fù)地使負(fù)載的無功功率在很大的范圍內(nèi)波動，這不僅使電氣設(shè)備得不到充分利用，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降，損耗增加，甚至還會導(dǎo)致設(shè)備損壞、系統(tǒng)癱瘓。由于配電網(wǎng)中負(fù)荷變化越來越頻繁，這就要求TSC能實(shí)時跟蹤負(fù)荷的變化進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。如果晶閘管投切電容的觸發(fā)時刻不當(dāng)，會產(chǎn)生涌流，對系統(tǒng)造成沖擊并帶來諧波，使電能質(zhì)量變差，并且影響裝置的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是按如下方式實(shí)現(xiàn)的一種晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置，包括第一結(jié)點(diǎn)、第二結(jié)點(diǎn)和第三結(jié)點(diǎn)；第一電容連接在所述第一結(jié)點(diǎn)和所述第二結(jié)點(diǎn)之間，第二電容連接在所述第二結(jié)點(diǎn)和所述第三結(jié)點(diǎn)之間，第三電容連接在所述第三結(jié)點(diǎn)和所述第一結(jié)點(diǎn)之間；第一電源輸入端通過第一組晶間管開關(guān)和第一電抗器連接到第一結(jié)點(diǎn)，第二電源輸入端通過第二電抗器連接到第二結(jié)點(diǎn)，第三電源輸入端通過第三組晶閘管開關(guān)和第三電抗器連接到第三結(jié)點(diǎn)。所述第一組晶閘管開關(guān)包括一對反并聯(lián)的晶閘管或者一只晶閘管、一只二極管反并聯(lián)；所述第二組晶閘管開關(guān)包括一對反并聯(lián)的晶閘管或者一只晶閘管、一只二極管反并聯(lián)。本實(shí)用新型的積極效果是由于晶閘管具有電流過零自然關(guān)斷特性，可以自行實(shí)現(xiàn)無沖擊切除，保證了電容器投切時不產(chǎn)生涌流，不造成沖擊。在輸配電系統(tǒng)中，晶閘管投切電容型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置能對無功功率進(jìn)行快速、動態(tài)的補(bǔ)償并且不產(chǎn)生諧波。

圖1是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例所提供的低壓2控3型晶閘管投切電容的主電路圖圖2是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例所提供的觸發(fā)電路中A相晶閘管兩端電壓過零檢測電路圖圖3是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例所提供的觸發(fā)電路中A相邏輯信號處理電路圖圖4是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例所提供的觸發(fā)電路中A相脈沖隔離放大電路
具體實(shí)施方式
[0010]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。晶閘管過零觸發(fā)裝置包括主電路和觸發(fā)電路1.主電路晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置的主電路采用三相共補(bǔ)的方式進(jìn)行，三相電容采用三角形接法，即得到投切指令后三相電容同時投入到電網(wǎng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償。在每一投切支路中，用兩組晶閘管開關(guān)控制三相電容0控3型晶閘管投切電容)。每組晶閘管開關(guān)由一對反并聯(lián)的晶閘管或者一只晶閘管一只二極管反并聯(lián)構(gòu)成，一路晶閘管開關(guān)連接在A 相，另一路連接在C相，B相不接晶閘管開關(guān)直接連接到電抗器和電容器的串聯(lián)回路中。如圖1所示，本實(shí)用新型一個實(shí)施例所提供的晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置， 包括第一結(jié)點(diǎn)、第二結(jié)點(diǎn)和第三結(jié)點(diǎn)；第一電容連接在所述第一結(jié)點(diǎn)和所述第二結(jié)點(diǎn)之間， 第二電容連接在所述第二結(jié)點(diǎn)和所述第三結(jié)點(diǎn)之間，第三電容連接在所述第三結(jié)點(diǎn)和所述第一結(jié)點(diǎn)之間；第一電源輸入端A通過第一組晶閘管開關(guān)和第一電抗器連接到第一結(jié)點(diǎn)， 第二電源輸入端B通過第二電抗器連接到第二結(jié)點(diǎn)，第三電源輸入端C通過第三組晶閘管開關(guān)和第三電抗器連接到第三結(jié)點(diǎn)。2.觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路是由輔助電源電路、晶閘管兩端電壓過零檢測電路、投切命令隔離電路、邏輯信號處理電路、高頻脈沖調(diào)制電路以及脈沖隔離放大電路等組成。(1)、輔助電源電路將輸入A、B、C三相中A、C兩相之間的線電壓作為電源電路的輸入，通過降壓、整流、線性穩(wěn)壓后得到兩路直流電源VCC1，VCC2分別作為各處理芯片以及脈沖變壓器的工作電源。O)、晶閘管兩端電壓過零檢測電路如圖2所示，在A相中反并聯(lián)晶閘管上端的電壓TlK通過第一電阻Rl連接到第一光耦Ul內(nèi)發(fā)光二極管的陽極，同時第一光耦Ul內(nèi)發(fā)光二極管的陽極連接到第二光耦U2內(nèi)發(fā)光二極管的陰極；反并聯(lián)晶閘管下端的的電壓T^(通過第二電阻R2連接到第二光耦U2內(nèi)發(fā)光二極管的陽極，同時第二光耦U2內(nèi)發(fā)光二極管的陽極連接到第一光耦Ul內(nèi)發(fā)光二極管的陰極。第一光耦Ul和第二光耦U2的光敏三極管集電極連接在一起通過上拉第三電阻R3連接到電源VCCl，第一光耦Ul和第二光耦U2的光敏三極管發(fā)射極連接在一起到直流電源VCCl的負(fù)極。在晶閘管兩端電壓過零點(diǎn)附近將產(chǎn)生一個寬度約為200ms的正脈沖過零信號Al由光敏三極管集電極輸出，作為觸發(fā)A相晶閘管導(dǎo)通的同步信號。觸發(fā)C相晶閘管導(dǎo)通的同步信號Cl與上述方法一致。在所述晶閘管過零觸發(fā)裝置中，將所述第一組晶閘管開關(guān)兩端的過零檢測同步信號輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時，將所述投切命令信號輸入到所述第三光耦的第二管腳，所述同步信號和所述投切命令信號經(jīng)過與非門后輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時，將所述投切命令信號和所述觸發(fā)信號經(jīng)過與非門后輸出的信號連接到第三光耦的第二管腳，經(jīng)過與非門后輸出觸發(fā)信號。(3)、投切命令隔離電路由光電耦合器將控制器輸出的投切信號S進(jìn)行隔離得到信號Si，提高控制電路的抗干擾能力。0)、邏輯信號處理電路如圖3所示，將晶閘管兩端的過零檢測同步信號Al、Cl 與經(jīng)光耦隔離后的控制器發(fā)出的投切命令信號Sl完成相應(yīng)的邏輯運(yùn)算輸出觸發(fā)信號Kl和 K2。將晶閘管兩端的過零檢測同步信號Al輸入到與非門TOB —個管腳，同時光耦隔離后的
4控制器發(fā)出的投切命令信號Sl輸入到與非門TOB的另一個管腳，過零檢測同步信號Al與投切命令信號Sl經(jīng)過與非門TOB后輸入到與非門U3C的一個管腳，同時將Sl與觸發(fā)信號 Kl經(jīng)過與非門U3A后輸出的信號連接到與非門U3C的另一個管腳，最后經(jīng)過與非門后U3C 輸出觸發(fā)信號Kl。C相邏輯信號處理電路圖與A相相同。經(jīng)過上述邏輯信號處理是為了確保晶閘管兩端的過零檢測同步信號和經(jīng)光耦隔離后的控制器發(fā)出的投切命令信號，同時都為高電平時才有觸發(fā)信號輸出，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，其中只要有一個條件不滿足就不會觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通。C相邏輯信號處理電路與A相相同。(5)、高頻脈沖調(diào)制電路由計(jì)時器NE555產(chǎn)生的高頻脈沖調(diào)制信號HP與經(jīng)邏輯運(yùn)算輸出的觸發(fā)信號Kl和K2相與后輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的觸發(fā)信號S3、S4，送入到晶閘管的脈沖隔離放大電路。(6)、脈沖隔離放大電路如圖4所示，由計(jì)時器NE555產(chǎn)生的高頻脈沖調(diào)制信號 HP與經(jīng)邏輯運(yùn)算輸出的觸發(fā)信號Kl相與后輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的觸發(fā)信號S3，經(jīng)過電阻R4 連接到達(dá)林頓管Ql的基極，集電極連接到變壓器原本繞組的異名端，變壓器繞組的同名端接另一組電源VCC2的正端，發(fā)射極連接到VCC2的負(fù)極。二極管Dl和穩(wěn)壓二極管D2構(gòu)成吸收和鉗位電路。變壓器副邊由兩個繞組構(gòu)成，二極管D3、二極管D4和二極管D5、二極管 D6用來消除負(fù)半波，保證加到觸發(fā)晶閘管門、陰極的觸發(fā)脈沖為正電壓脈沖。節(jié)點(diǎn)TlG連接到晶閘管Tl的門極，節(jié)點(diǎn)TlK連接到晶閘管Tl的陰極；節(jié)點(diǎn)T2G連接到晶閘管T2的門極， 節(jié)點(diǎn)I^K連接到晶閘管T2的陰極。由脈沖變壓器構(gòu)成的隔離放大電路完成對觸發(fā)信S3、 S4的隔離放大，從而觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管過零導(dǎo)通。本實(shí)用新型的積極效果是由于晶閘管具有電流過零自然關(guān)斷特性，可以自行實(shí)現(xiàn)無沖擊切除，保證了電容器投切時不產(chǎn)生涌流，不造成沖擊。在輸配電系統(tǒng)中，晶閘管投切電容型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置能對無功功率進(jìn)行快速、動態(tài)的補(bǔ)償并且不產(chǎn)生諧波。
權(quán)利要求1.一種晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置，其特征在于，包括第一結(jié)點(diǎn)、第二結(jié)點(diǎn)和第三結(jié)點(diǎn)；第一電容連接在所述第一結(jié)點(diǎn)和所述第二結(jié)點(diǎn)之間，第二電容連接在所述第二結(jié)點(diǎn)和所述第三結(jié)點(diǎn)之間，第三電容連接在所述第三結(jié)點(diǎn)和所述第一結(jié)點(diǎn)之間；第一電源輸入端通過第一組晶間管開關(guān)和第一電抗器連接到第一結(jié)點(diǎn)，第二電源輸入端通過第二電抗器鏈接到第二結(jié)點(diǎn)，第三電源輸入端通過第三組晶閘管開關(guān)和第三電抗器連接到第三結(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶間管投切電容的過零觸發(fā)裝置，其特征在于，所述第一組晶閘管開關(guān)包括一對反并聯(lián)的晶閘管或者一只晶閘管、一只二極管反并聯(lián)；所述第二組晶閘管開關(guān)包括一對反并聯(lián)的晶閘管或者一只晶閘管、一只二極管反并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶間管投切電容的過零觸發(fā)裝置，其特征在于，還包括第一電阻、第二電阻、第一光耦和第二光耦；所述第一組晶閘管開關(guān)通過第一電阻連接到第一光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽極；同時，所述第一光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽極連接到第二光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陰極；所述第一組晶間管開關(guān)通過第二電阻連接到所述第二光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽極；同時，所述第二光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽極連接到所述第一光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陰極； 所述第一光耦和所述第二光耦的光敏三極管集電極通過第三電阻連接到第一電源輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置，其特征在于，還包括同步信號、投切命令信號、觸發(fā)信號和第三光耦；將所述第一組晶間管開關(guān)兩端的過零檢測同步信號輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時，將所述投切命令信號輸入到所述第三光耦的第二管腳，所述同步信號和所述投切命令信號經(jīng)過與非門后輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時，將所述投切命令信號和所述觸發(fā)信號經(jīng)過與非門后輸出的信號連接到第三光耦的第二管腳，經(jīng)過與非門后輸出觸發(fā)信號。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種晶閘管投切電容的過零觸發(fā)裝置，包括第一結(jié)點(diǎn)、第二結(jié)點(diǎn)和第三結(jié)點(diǎn)；第一電容連接在所述第一結(jié)點(diǎn)和所述第二結(jié)點(diǎn)之間，第二電容連接在所述第二結(jié)點(diǎn)和所述第三結(jié)點(diǎn)之間，第三電容連接在所述第三結(jié)點(diǎn)和所述第一結(jié)點(diǎn)之間；第一電源輸入端通過第一組晶閘管開關(guān)和第一電抗器連接到第一結(jié)點(diǎn)，第二電源輸入端通過第二電抗器連接到第二結(jié)點(diǎn)，第三組晶閘管開關(guān)和第三電抗器連接到第三結(jié)點(diǎn)。由于晶閘管具有電流過零自然關(guān)斷特性，可以自行實(shí)現(xiàn)無沖擊切除，保證了電容器投切時不產(chǎn)生涌流，不造成沖擊。在輸配電系統(tǒng)中，晶閘管投切電容型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置能對無功功率進(jìn)行快速、動態(tài)的補(bǔ)償并且不產(chǎn)生諧波。
文檔編號H02J3/18GK202333809SQ20112024766
公開日2012年7月11日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者姚友元, 李新洲 申請人:大禹電氣科技股份有限公司