專利名稱：用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊?，屬于磁控電抗器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓大電流的晶閘管功率模塊是一種高壓閥光電觸發(fā)系統(tǒng)，可用于變電站和配電網(wǎng)中。為了滿足近年來遠(yuǎn)距離大容量輸送電能的要求，輸電電壓越來越高；電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，發(fā)電量持續(xù)增長；由于我國能源與負(fù)荷分布的不均衡性，電網(wǎng)中的動態(tài)無功功率支撐問題日顯突出，電能輸送能力受到限制。同時由于大容量單相負(fù)載和不平衡負(fù)載的大量使用，電網(wǎng)的三相不平衡問題也日顯突出。為治理上述問題，在電力系統(tǒng)中引入無功補償裝置進(jìn)行無功補償，磁控電抗器(MCR)是常用的一直，其在動態(tài)無功支撐、治理電網(wǎng)三相不平衡方面發(fā)揮了重要的作用。和有源設(shè)備相比，它在穩(wěn)定性和補償容量方面有著巨大的優(yōu)勢。其中，晶閘管的可靠觸發(fā)是整個裝置的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前常用的晶閘管觸發(fā)方式有電磁觸發(fā)方式、光電觸發(fā)方式與光觸發(fā)方式。傳統(tǒng)的電磁觸發(fā)方式一般采用脈沖變壓器形成高低電位的隔離，脈沖的同時性、準(zhǔn)確性很難滿足高壓系統(tǒng)器件串并聯(lián)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊?，該磁控電抗器具有觸發(fā)精確、穩(wěn)定性好、功耗小等特點，且能防止電源電壓突變產(chǎn)生的振蕩損壞晶閘管。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊鳎娍蛊骱途чl管 ，用于將來自電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電源模塊、取能模塊、光電接口模塊、連接到光電接口模塊的控制器以及位于所述晶閘管門極和光電接口模塊之間的觸發(fā)模塊；所述電源模塊包括變壓器和第I 二極管，所述變壓器將來自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第I二極管去除正半周獲得直流電壓，一由并聯(lián)第8電阻和第9電阻與第5電容串聯(lián)的支路連接到變壓器的輸入端；由第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管串聯(lián)的取能模塊中第一穩(wěn)壓管輸出端作為第一輸出端，第二穩(wěn)壓管輸出端作為第二輸出端；所述觸發(fā)模塊用于接收來自光電接口模塊的同步電流信號，其包括串聯(lián)的由第2三極管、第3三極管組成的前級放大電路和由第I三極管、第2 二極管和第3 二極管串聯(lián)組成的后級放大電路，所述第2三極管、第3三極管各自的基極分別經(jīng)第4電阻和第3電阻連接到所述取能模塊的第二輸出端，所述第2 二極管正極和第3 二極管正極的連接點連接到所述述晶閘管門極，來自光電接口模塊的同步電流信號通過第3 二極管基極驅(qū)動其導(dǎo)通后依次驅(qū)動第2三極管、第I三極管導(dǎo)通，從而通過第2 二極管和第3 二極管的連接點輸出用于控制電抗器投切角度的同步觸發(fā)信號進(jìn)入晶閘管門級；所述光電接口模塊，用于將接來自控制器的光脈沖信號轉(zhuǎn)化為同步電流信號。[0009]上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)方案如下:1、上述方案中，一第I電容與所述變壓器并聯(lián)，用于濾除交流干擾。2、上述方案中，所述第一輸出端與接地之間跨接有第2電容，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容。由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果:本實用新型磁控電抗器用觸發(fā)裝置，其位于電網(wǎng)高電位側(cè)，晶閘管門極和光電接口模塊設(shè)有觸發(fā)模塊，使用光纖完成信號傳輸與高低電位的隔離，無論在脈沖質(zhì)量還是隔離性能上都優(yōu)于電磁觸發(fā)方式的設(shè)備；其次，本實用新型電路設(shè)計能從設(shè)備一次側(cè)取得穩(wěn)定、紋波小的工作電源，在比較惡劣的電磁環(huán)境中，克服了主電路中的大電流、晶閘管的開斷對電路造成的強電磁干擾，具有一定的抗干擾性能；再次，本實用新型觸發(fā)裝置，其由并聯(lián)第8電阻和第9電阻與第5電容串聯(lián)的支路連接到變壓器的輸入端，能防止電源電壓突變廣生的振蕩損壞晶閘管。

附圖1為本實用新型用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊飨到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實用新型電源模塊結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本實用新型取能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本實用新型觸發(fā)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。以上附圖中 :1、電抗器；2、晶閘管；3、電源模塊；4、取能模塊；5、光電接口模塊；
6、控制器；7、觸發(fā)模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述:實施例:一種用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊?，包括電抗器I和晶閘管2 ;還包括用于將來自電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電源模塊3、取能模塊4、光電接口模塊5、連接到光電接口模塊5的控制器6以及位于所述晶閘管2門極和光電接口模塊5之間的觸發(fā)模塊7 ；所述電源模塊3包括變壓器Tl和第I 二極管D1，所述變壓器Tl將來自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第I 二極管Dl去除正半周獲得直流電壓，一由并聯(lián)第8電阻和第9電阻與第5電容串聯(lián)的支路連接到變壓器Tl的輸入端；由第一穩(wěn)壓管U1、第二穩(wěn)壓管U2串聯(lián)的取能模塊4中第一穩(wěn)壓管Ul輸出端作為第一輸出端，第二穩(wěn)壓管U2輸出端作為第二輸出端；所述觸發(fā)模塊7用于接收來自光電接口模塊5的同步電流信號，其包括串聯(lián)的由第2三極管Q2、第3三極管Q3組成的前級放大電路和由第I三極管Q1、第2 二極管D2和第3 二極管D3串聯(lián)組成的后級放大電路，所述第2三極管Q2、第3三極管Q3各自的基極分別經(jīng)第4電阻R4和第3電阻R3連接到所述取能模塊4的第二輸出端，所述第2 二極管D2正極和第3 二極管D3正極的連接點連接到所述述晶閘管2門極，來自光電接口模塊5的同步電流信號通過第3 二極管D3基極驅(qū)動其導(dǎo)通后依次驅(qū)動第2三極管Q2、第I三極管Ql導(dǎo)通，從而通過第2 二極管D2和第3 二極管D3的連接點輸出用于控制電抗器I投切角度的同步觸發(fā)信號進(jìn)入晶閘管2門級；[0023]所述光電接口模塊5，用于將接來自控制器6的光脈沖信號轉(zhuǎn)化為同步電流信號。一第I電容Cl與所述變壓器Tl并聯(lián)，用于濾除交流干擾。上述第一輸出端與接地之間跨接有第2電容C2，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容C3。本實施例用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊鞴ぷ鬟^程如下。電源模塊通過一個小的變壓器模塊Tl實現(xiàn)降壓作用，通過二極管Dl去正半周為直流電壓，電容Cl進(jìn)行濾波作用。其中取能模塊由穩(wěn)壓管U1、U2，電容C2、C3及電阻R1、R2和兩只發(fā)光二極管構(gòu)成，電源模塊產(chǎn)生的直流電壓經(jīng)過Ul產(chǎn)生12V電壓，經(jīng)C2濾波后為三極管Q1、Q2供電。Ul產(chǎn)生的電壓經(jīng)U2產(chǎn)生的5V電壓經(jīng)電容C3濾波后，為光接收器HFBR-2412和Q3供電并拉高Q3電壓，LED2與R2串聯(lián)指使5V電源的取能結(jié)果。其中光電接口模塊主要由核心器件HFBR-2412光接收器構(gòu)成，接收光脈沖轉(zhuǎn)化為電信號用正邏輯輸出。其中觸發(fā)模塊包括前級放大電路和后級放大電路；前級放大電路包NPN型三極管Q3、Q2和基極電阻R3、R4 ;后級放大電路包括PNP型開關(guān)管Q1，電阻R5、電阻R6，二極管D2、D3等。光接收器中出來的信號進(jìn)入Q3基極驅(qū)動其導(dǎo)通，后續(xù)Q2也隨之導(dǎo)通，從而PNP型開關(guān)管Ql導(dǎo)通，經(jīng)二極管D2輸出同步觸發(fā)信號進(jìn)入晶閘管門級。本實用新型在運行中，電源模塊從高電位側(cè)，即設(shè)備一次側(cè)取得系統(tǒng)工作所需電源；所述光電接口模塊接收來自控制系統(tǒng)光纖通道的光脈沖，即光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號；通過后續(xù)觸發(fā)電路將弱脈沖信號放大轉(zhuǎn)換為滿足觸發(fā)要求，有足夠幅度的電流脈沖，輸出至IJ晶閘管的門級，用來觸發(fā)晶閘管閥組。
`[0032]由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:(1)電路板本身工作電流小，功耗低，對主電路工作基本無影響；(2)由于采用了光電觸發(fā)方式實現(xiàn)了觸發(fā)信號的同步性、準(zhǔn)確性和及時性；(3)成本低，硬件電路簡單，易于實現(xiàn)。總之，基于上述結(jié)構(gòu)的本實用新型可以很好地實用于磁空電抗器(MCR)中，解決其核心問題。對于磁控電抗器型無功補償器的性能的提升具有重要的意義。上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊?，包括電抗?I)和晶閘管(2);其特征在于:還包括用于將來自電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電源模塊(3)、取能模塊(4)、光電接口模塊(5)、連接到光電接口模塊(5)的控制器(6)以 及位于所述晶閘管(2)門極和光電接口模塊(5)之間的觸發(fā)模塊(7);所述電源模塊(3)包括變壓器(Tl)和第I 二極管(D1)，所述變壓器(Tl)將來自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第I 二極管(Dl)去除正半周獲得直流電壓，一由并聯(lián)第8電阻和第9電阻與第5電容串聯(lián)的支路連接到變壓器(Tl)的輸入端； 由第一穩(wěn)壓管(U1)、第二穩(wěn)壓管(U2)串聯(lián)的取能模塊(4)中第一穩(wěn)壓管(Ul)輸出端作為第一輸出端，第二穩(wěn)壓管(U2)輸出端作為第二輸出端； 所述觸發(fā)模塊(7)用于接收來自光電接口模塊(5)的同步電流信號，其包括串聯(lián)的由第2三極管(Q2)、第3三極管( Q3)組成的前級放大電路和由第I三極管(Q1)、第2 二極管(D2)和第3 二極管(D3)串聯(lián)組成的后級放大電路，所述第2三極管(Q2)、第3三極管(Q3)各自的基極分別經(jīng)第4電阻(R4)和第3電阻(R3)連接到所述取能模塊(4)的第二輸出端，所述第2 二極管(D2)正極和第3 二極管(D3)正極的連接點連接到所述述晶閘管(2)門極，來自光電接口模塊(5)的同步電流信號通過第3 二極管(D3)基極驅(qū)動其導(dǎo)通后依次驅(qū)動第2三極管(Q2)、第I三極管(Ql)導(dǎo)通，從而通過第2 二極管(D2)和第3 二極管(D3)的連接點輸出用于控制電抗器(I)投切角度的同步觸發(fā)信號進(jìn)入晶閘管(2)門級； 所述光電接口模塊(5 )，用于將接來自控制器(6 )的光脈沖信號轉(zhuǎn)化為同步電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控電抗器，其特征在于:一第I電容(Cl)與所述變壓器(Tl)并聯(lián)，用于濾除交流干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控電抗器，其特征在于:所述第一輸出端與接地之間跨接有第2電容(C2)，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容(C3)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于電網(wǎng)無功補償?shù)拇趴仉娍蛊?，包括電抗器和晶閘管，電源模塊、取能模塊、光電接口模塊、連接到光電接口模塊的控制器以及位于所述晶閘管門極和光電接口模塊之間的觸發(fā)模塊；源模塊包括變壓器和第1二極管，所述變壓器將來自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第1二極管去除正半周獲得直流電壓，一由并聯(lián)第8電阻和第9電阻與第5電容串聯(lián)的支路連接到變壓器的輸入端；所述觸發(fā)模塊用于接收來自光電接口模塊的同步電流信號；所述光電接口模塊，用于將接來自控制器的光脈沖信號轉(zhuǎn)化為同步電流信號。本實用新型磁控電抗器觸發(fā)精確、穩(wěn)定性好、功耗小，且能防止電源電壓突變產(chǎn)生的振蕩損壞晶閘管。
文檔編號H03K17/72GK203103970SQ20132003451
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者李寧, 費遠(yuǎn)鵬, 劉輝 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)和順電氣股份有限公司