專利名稱：一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器屬于變壓器裝置[0002]領(lǐng)域，尤其是涉及一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器。
背景技術(shù)：
[0003]目前磁控電抗器控制器處理速度慢，相應時間長，實現(xiàn)的功能比[0004]較單一等問題。隨著智能電網(wǎng)的提出，電網(wǎng)對無功補償裝置的要求越[0005]來越高。作為靜止無功補償裝置的磁控電抗器(MCR)與傳統(tǒng)的靜止無功補償裝置 (TCR、TSC)相比，其可以快速平滑地調(diào)節(jié)無功補償功率的大小，能進行無功負荷的快速跟蹤，提供動態(tài)的電壓支撐，改善系統(tǒng)的運行性能，滿足智能電網(wǎng)的要求。磁控電抗器是通過改變晶閘管的觸發(fā)角度來改變直流偏磁的大小，從而改變磁閥的飽和度，進而改變電抗值來達到平滑調(diào)節(jié)無功輸出。要能夠快速跟蹤電網(wǎng)對無功的需求，使其滿足智能電網(wǎng)的要求。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器， 滿足智能電網(wǎng)對無功補償功率連續(xù)、平滑調(diào)節(jié)要求。[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是[0008]一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，包括雙CPU模塊、同步比較模塊、A/D采樣模塊、鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊，所述同步比較模塊的輸出端和A/D采樣模塊的輸出端均連接到雙CPU模塊的輸入端，所述雙CPU模塊分別與鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊連接。[0009]優(yōu)選地，所述雙CPU模塊包括數(shù)字信號處理單元、ARM處理器和232通訊單元，所述ARM處理器和數(shù)字信號處理單元均與232通訊單元相連，所述數(shù)字信號處理單元的輸入端與所述A/D采樣模塊的輸出端連接，所述數(shù)字信號處理單元與所述觸發(fā)檢測模塊相連。[0010]優(yōu)選地，所述同步比較模塊包括RC濾波電路，所述RC濾波電路的輸出端依次連接有相位補償電路和過零比較電路，所述過零比較電路的輸出端與所述雙CPU模塊的輸入端相連。[0011]優(yōu)選地，所述鍵盤顯示模塊包括簡易鍵盤和液晶顯示器，所述簡易鍵盤和液晶顯示器均與所述ARM處理器相連。[0012]優(yōu)選地，所述觸發(fā)檢測模塊包括晶閘管觸發(fā)子模塊、晶閘管檢測子模塊和一個晶閘管，所述晶閘管觸發(fā)子模塊與晶閘管的陰極和控制極相連，所述晶閘管檢測子模塊與晶閘管的陽極和陰極相連，所述晶閘管觸發(fā)子模塊的輸入端與所述數(shù)字信號處理單元的輸出端相連，所述晶閘管檢測子模塊的輸出端與所述數(shù)字信號處理單元的輸入端相連。[0013]本實用新型的有益效果是采用了雙CPU結(jié)構(gòu)，除了滿足傳統(tǒng)的控制需求外，還具有遠程和就地通訊控制、參數(shù)設(shè)置功能。在可靠性方面，本實用新型還添加了基于脈沖變壓觸發(fā)原理的觸發(fā)檢測模塊，能快速檢測晶閘管的導通情況，且具有響應速度快、抗干擾能力、可靠性高和使用方便的優(yōu)點。


[0014]圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；[0015]圖2為本實用新型的雙CPU模塊電路示意圖；[0016]圖3為本實用新型的同步比較模塊電路示意圖；[0017]圖4為本實用新型的九路電流采樣電路示意圖；[0018]圖5為本實用新型的三相電壓采樣電路示意圖；[0019]圖6為本實用新型的六路溫度信號采樣示意圖；[0020]圖7為本實用新型的鍵盤顯示模塊電路示意圖；[0021]圖8為本實用新型的觸發(fā)檢測模塊示意圖；[0022]圖9為本實用新型的觸發(fā)檢測模塊中觸發(fā)子模塊的電路示意圖[0023]圖10為三相磁控電抗器結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]附圖標記1.脈沖變壓器；2.晶閘管。
具體實施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明[0026]參照圖1，一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，包括雙CPU模塊、同步比較模塊、A/D采樣模塊、鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊，所述同步比較模塊的輸出端和A/D采樣模塊的輸出端均連接到雙CPU模塊的輸入端，所述雙CPU模塊分別與鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊連接。而所述的觸發(fā)檢測模塊還有檢測晶閘管的導通功能。[0027]參照圖2，作為進一步的優(yōu)選實施方式，所述雙CPU模塊包括數(shù)字信號處理單元、 ARM處理器和232通訊單元，所述ARM處理器和數(shù)字信號處理單元均與232通訊單元相連， 所述數(shù)字信號處理單元的輸入端與所述A/D采樣模塊的輸出端連接，所述數(shù)字信號處理單元與所述觸發(fā)檢測模塊相連。為了保護所述雙CPU模塊，該模塊還設(shè)有一個電源掉電保護單元。如圖2所示，數(shù)字信號處理單元由芯片BF506F構(gòu)成，ARM處理器由芯片ADuC7026構(gòu)成，而232通訊單元則基于MAX232芯片。芯片BF506F、芯片ADuC7026、芯片MAX232和電源掉電保護單元安裝在一塊電路板上，數(shù)字信號處理單元與ARM處理器通過通用異步收發(fā)器直接相連進而進行互傳數(shù)據(jù)，數(shù)字信號處理單元和ARM處理器均通過232通訊單元與計算機相連，實現(xiàn)遠程實時檢測控制。[0028]參照圖3，作為進一步的優(yōu)選實施方式，所述同步比較模塊包括RC濾波電路，所述 RC濾波電路的輸出端依次連接有相位補償電路和過零比較電路，所述過零比較電路的輸出端與所述雙CPU模塊的輸入端相連。三相電源電壓經(jīng)過濾波、相位補償以及過零比較后得到三相電源電壓的同步信號送入數(shù)字信號處理單元，以作為功率計算和諧波分析的同步參考信號。[0029]所述A/D采樣模塊包括九路電流采樣、三相電壓采樣和六路溫度信號采樣，而九路電流采樣電路、三相電壓采樣電路和六路溫度信號采樣依次如圖4、圖5和圖6所示。[0030]如圖4和圖5所示，三相電壓、九路電流的采樣電路主要由互感器和電阻分壓電路組成，三相電壓、九路電流通過互感器變換輸入，再經(jīng)電阻分壓電路使電平上移，以滿足采樣的共模輸入電壓范圍。其中，圖4使用了電流互感器SCT254AK，圖5使用了電壓互感器 SPT205B，而兩者的采樣點均為時間間隔相等的32點。同時A/D采樣模塊還要對MCR鐵芯氣隙處的溫度信號進行采樣，進而監(jiān)控MCR正常運行時鐵芯氣隙處的溫度。在圖6所示的六路溫度信號采樣示意圖中，六路溫度信號通過溫度變送器將所輸出電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，輸入到壓頻轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為頻率信號，然后通過光纖進行傳輸，而在接收端則將光信號還原為頻率信號，跟著，經(jīng)頻壓轉(zhuǎn)換電路還原為電壓信號后進行A/D采樣。六路溫度采樣探頭埋在三相電抗器的每柱繞組的上2/3處。[0031]參照圖7，作為進一步的優(yōu)選實施方式，所述鍵盤顯示模塊包括簡易鍵盤和液晶顯示器，所述簡易鍵盤和液晶顯示器通過所述ARM處理器相連。所述鍵盤顯示模塊主要根據(jù) ARM處理器自身的功能，外接簡易鍵盤和液晶顯示器而得到。圖7中的鍵盤為四個按鍵，液晶顯示器則根據(jù)要求通過可編程方法在時序上保持統(tǒng)一，并能簡單顯示有關(guān)的數(shù)據(jù)和對按鍵操作進行指示。[0032]參照圖8，作為進一步的優(yōu)選實施方式，所述觸發(fā)檢測模塊包括晶閘管觸發(fā)子模塊、晶閘管檢測子模塊和一個晶閘管，所述晶閘管觸發(fā)子模塊與晶閘管的陰極和控制極相連，所述晶閘管檢測子模塊與晶閘管的陽極和陰極相連，所述晶閘管觸發(fā)子模塊的輸入端與所述數(shù)字信號處理單元的輸出端相連，所述晶閘管檢測子模塊的輸出端與所述數(shù)字信號處理單元的輸入端相連。[0033]由于可調(diào)電抗器存在控制死區(qū)，故可能會出現(xiàn)輸出了觸發(fā)脈沖，但晶閘管2沒有導通的“故障”狀態(tài)。若增加觸發(fā)檢測模塊，就能方便檢測出應觸發(fā)的晶閘管2是否正確導通，從而給系統(tǒng)提供可靠性依據(jù)。雙CPU中的數(shù)字信號處理單元送出觸發(fā)信號，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為光信號，進而進行光纖傳輸，接送端將光信號再轉(zhuǎn)換為電信號，通過晶閘管觸發(fā)子模塊進行觸發(fā)。經(jīng)觸發(fā)后的反饋檢測電路輸出，可將晶閘管2上的電壓信號反饋到晶閘管檢測子模塊，從而判斷晶閘管2是否正常導通或截止。[0034]如圖9所示，晶閘管觸發(fā)子模塊包括由三極管BSS297和脈沖變壓器I組成的放大電路，而從數(shù)字信號處理單元傳來的脈沖信號經(jīng)過所述的放大電路后，對晶閘管2進行觸發(fā)。[0035]而經(jīng)晶閘管2輸出的信號再送入到晶閘管檢測子模塊進行檢測。所述晶閘管檢測子模塊內(nèi)有一比較電路，信號的檢測主要由該比較電路完成。[0036]由于采用了基于脈沖變壓觸發(fā)原理的觸發(fā)檢測模塊，本實用新型具有響應速度快、抗干擾能力高、驅(qū)動功率大、可靠性高以及使用方便的優(yōu)點。[0037]圖10中的三相磁控電抗器與本實用新型的觸發(fā)檢測模塊相連，其鐵芯結(jié)構(gòu)為三相六柱式，每相的主鐵芯分裂為兩半，每一半鐵芯都具有一個閥段，兩個半鐵芯柱上分別繞有兩個匝數(shù)為N/2的繞組。每一半鐵芯柱的上下兩繞組各有一個抽頭比為δ =Ν2/Ν的抽頭， 它們之間接有第一晶閘管Tl和第二晶閘管Τ2;不同鐵芯柱的上下兩個繞組交叉連接后，并聯(lián)至電網(wǎng)電源，二極管D則橫跨在交叉端點。三相磁控電抗器的每相的工作原理同單相磁控電抗器相似，通過調(diào)節(jié)第一晶閘管Tl和第二晶閘管Τ2的導通角改變直流電流的大?。煌瑫r可改變鐵芯的磁飽和度，從而平滑地改變電抗器的電抗值。[0038]本實用新型為磁控電抗器運行出更優(yōu)效果，性能安全可靠，不會引起系統(tǒng)震蕩，進而提高了磁控電抗器補償裝置的可靠性。[0039]以上是對本實用新型的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型要求的前提下還可以做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，其特征在于，包括雙CPU模塊、同步比較模塊、A/D采樣模塊、鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊，所述同步比較模塊的輸出端和A/D采樣模塊的輸出端均連接到雙CPU模塊的輸入端，所述雙CPU模塊分別與鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，其特征在于，所述雙CPU模塊包括數(shù)字信號處理單元、ARM處理器和232通訊單元，所述ARM處理器和數(shù)字信號處理單元均與232通訊單元相連，所述數(shù)字信號處理單元的輸入端與所述A/D采樣模塊的輸出端連接，所述數(shù)字信號處理單元與所述觸發(fā)檢測模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，其特征在于，所述同步比較模塊包括RC濾波電路，所述RC濾波電路的輸出端依次連接有相位補償電路和過零比較電路，所述過零比較電路的輸出端與所述雙CPU模塊的輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，其特征在于，所述鍵盤顯示模塊包括簡易鍵盤和液晶顯示器，所述簡易鍵盤和液晶顯示器均與所述ARM處理器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，其特征在于，所述觸發(fā)檢測模塊包括晶閘管觸發(fā)子模塊、晶閘管檢測子模塊和一晶閘管(2 )，所述晶閘管觸發(fā)子模塊與晶閘管(2 )的陰極和控制極相連，所述晶閘管檢測子模塊與晶閘管(2 )的陽極和陰極相連，所述晶閘管觸發(fā)子模塊的輸入端與所述數(shù)字信號處理單元的輸出端相連，所述晶閘管檢測子模塊的輸出端與所述數(shù)字信號處理單元的輸入端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種可調(diào)電抗器的智能化高速磁控制器，包括雙CPU模塊、同步比較模塊、A/D采樣模塊、鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊，所述同步比較模塊的輸出端和A/D采樣模塊的輸出端均連接到雙CPU模塊的輸入端，所述雙CPU模塊的輸出端分別與鍵盤顯示模塊和觸發(fā)檢測模塊連接。本實用新型采用了雙CPU結(jié)構(gòu)，除了滿足傳統(tǒng)的控制需求外，還具有遠程和就地通訊控制、參數(shù)設(shè)置功能。在可靠性方面，本實用新型還添加了基于脈沖變壓觸發(fā)原理的觸發(fā)檢測模塊，能快速檢測晶閘管的導通情況，且具有響應速度快、抗干擾能力、可靠性高和使用方便的優(yōu)點。本實用新型廣泛應用于變壓器裝置領(lǐng)域。
文檔編號H02J3/18GK202818218SQ20122045865
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者黃沃林, 馬小寶, 樊建平, 黃啟浩 申請人:廣州駿發(fā)電氣有限公司