專利名稱：晶閘管投切電容的過(guò)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(kāi)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償(SVC)的晶閘管投切電容的過(guò)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(kāi)關(guān)器件組成的設(shè)備對(duì)大型、沖擊型負(fù)載供電，這使電能質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重。如果不進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，在正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)反復(fù)地使負(fù)載的無(wú)功功率在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)，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(huì)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(lái)越頻繁，這就要求TSC能實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。如果晶閘管投切電容的觸發(fā)時(shí)刻不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生涌流，對(duì)系統(tǒng)造成沖擊并帶來(lái)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(wèn)題是提供一種晶閘管投切電容的過(guò)零觸發(fā)裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)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(guò)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(guò)第一組晶間管開(kāi)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(guò)第二電抗器連接到第二結(jié)點(diǎn)，第三電源輸入端通過(guò)第三組晶閘管開(kāi)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(kāi)關(guān)包括一對(duì)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(kāi)關(guān)包括一對(duì)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(guò)零自然關(guān)斷特性，可以自行實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊切除，保證了電容器投切時(shí)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置能對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行快速、動(dòng)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(gè)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(gè)實(shí)施例所提供的觸發(fā)電路中A相晶閘管兩端電壓過(guò)零檢測(cè)電路圖圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例所提供的觸發(fā)電路中A相邏輯信號(hào)處理電路圖圖4是本實(shí)用新型的一個(gè)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(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。晶閘管過(guò)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(guò)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(shí)投入到電網(wǎng)中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。在每一投切支路中，用兩組晶閘管開(kāi)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(kāi)關(guān)由一對(duì)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(kāi)關(guān)連接在A 相，另一路連接在C相，B相不接晶閘管開(kāi)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(gè)實(shí)施例所提供的晶閘管投切電容的過(guò)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(guò)第一組晶閘管開(kāi)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(guò)第二電抗器連接到第二結(jié)點(diǎn)，第三電源輸入端C通過(guò)第三組晶閘管開(kāi)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(guò)零檢測(cè)電路、投切命令隔離電路、邏輯信號(hào)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(guò)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(guò)零檢測(cè)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(guò)第一電阻Rl連接到第一光耦Ul內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)極，同時(shí)第一光耦Ul內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)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(guò)第二電阻R2連接到第二光耦U2內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)極，同時(shí)第二光耦U2內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)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(guò)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(guò)零點(diǎn)附近將產(chǎn)生一個(gè)寬度約為200ms的正脈沖過(guò)零信號(hào)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(hào)。觸發(fā)C相晶閘管導(dǎo)通的同步信號(hào)Cl與上述方法一致。在所述晶閘管過(guò)零觸發(fā)裝置中，將所述第一組晶閘管開(kāi)關(guān)兩端的過(guò)零檢測(cè)同步信號(hào)輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時(shí)，將所述投切命令信號(hào)輸入到所述第三光耦的第二管腳，所述同步信號(hào)和所述投切命令信號(hào)經(jīng)過(guò)與非門后輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時(shí)，將所述投切命令信號(hào)和所述觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過(guò)與非門后輸出的信號(hào)連接到第三光耦的第二管腳，經(jīng)過(guò)與非門后輸出觸發(fā)信號(hào)。(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(hào)S進(jìn)行隔離得到信號(hào)Si，提高控制電路的抗干擾能力。0)、邏輯信號(hào)處理電路如圖3所示，將晶閘管兩端的過(guò)零檢測(cè)同步信號(hào)Al、Cl 與經(jīng)光耦隔離后的控制器發(fā)出的投切命令信號(hào)Sl完成相應(yīng)的邏輯運(yùn)算輸出觸發(fā)信號(hào)Kl和 K2。將晶閘管兩端的過(guò)零檢測(cè)同步信號(hào)Al輸入到與非門TOB —個(gè)管腳，同時(shí)光耦隔離后的
4控制器發(fā)出的投切命令信號(hào)Sl輸入到與非門TOB的另一個(gè)管腳，過(guò)零檢測(cè)同步信號(hào)Al與投切命令信號(hào)Sl經(jīng)過(guò)與非門TOB后輸入到與非門U3C的一個(gè)管腳，同時(shí)將Sl與觸發(fā)信號(hào) Kl經(jīng)過(guò)與非門U3A后輸出的信號(hào)連接到與非門U3C的另一個(gè)管腳，最后經(jīng)過(guò)與非門后U3C 輸出觸發(fā)信號(hào)Kl。C相邏輯信號(hào)處理電路圖與A相相同。經(jīng)過(guò)上述邏輯信號(hào)處理是為了確保晶閘管兩端的過(guò)零檢測(cè)同步信號(hào)和經(jīng)光耦隔離后的控制器發(fā)出的投切命令信號(hào)，同時(shí)都為高電平時(shí)才有觸發(fā)信號(hào)輸出，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，其中只要有一個(gè)條件不滿足就不會(huì)觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通。C相邏輯信號(hào)處理電路與A相相同。(5)、高頻脈沖調(diào)制電路由計(jì)時(shí)器NE555產(chǎn)生的高頻脈沖調(diào)制信號(hào)HP與經(jīng)邏輯運(yùn)算輸出的觸發(fā)信號(hào)Kl和K2相與后輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的觸發(fā)信號(hào)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(shí)器NE555產(chǎn)生的高頻脈沖調(diào)制信號(hào) HP與經(jīng)邏輯運(yùn)算輸出的觸發(fā)信號(hào)Kl相與后輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的觸發(fā)信號(hào)S3，經(jīng)過(guò)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(gè)繞組構(gòu)成，二極管D3、二極管D4和二極管D5、二極管 D6用來(lái)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(duì)觸發(fā)信S3、 S4的隔離放大，從而觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管過(guò)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(guò)零自然關(guān)斷特性，可以自行實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊切除，保證了電容器投切時(shí)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置能對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行快速、動(dòng)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(guò)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(guò)第一組晶間管開(kāi)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(guò)第二電抗器鏈接到第二結(jié)點(diǎn)，第三電源輸入端通過(guò)第三組晶閘管開(kāi)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(guò)零觸發(fā)裝置，其特征在于，所述第一組晶閘管開(kāi)關(guān)包括一對(duì)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(kāi)關(guān)包括一對(duì)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(guò)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(kāi)關(guān)通過(guò)第一電阻連接到第一光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)極；同時(shí)，所述第一光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)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(kāi)關(guān)通過(guò)第二電阻連接到所述第二光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)極；同時(shí)，所述第二光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽(yáng)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(guò)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(guò)零觸發(fā)裝置，其特征在于，還包括同步信號(hào)、投切命令信號(hào)、觸發(fā)信號(hào)和第三光耦；將所述第一組晶間管開(kāi)關(guān)兩端的過(guò)零檢測(cè)同步信號(hào)輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時(shí)，將所述投切命令信號(hào)輸入到所述第三光耦的第二管腳，所述同步信號(hào)和所述投切命令信號(hào)經(jīng)過(guò)與非門后輸入到所述第三光耦的第一管腳；同時(shí)，將所述投切命令信號(hào)和所述觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過(guò)與非門后輸出的信號(hào)連接到第三光耦的第二管腳，經(jīng)過(guò)與非門后輸出觸發(fā)信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種晶閘管投切電容的過(guò)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(guò)第一組晶閘管開(kāi)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(guò)第二電抗器連接到第二結(jié)點(diǎn)，第三組晶閘管開(kāi)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(guò)零自然關(guān)斷特性，可以自行實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊切除，保證了電容器投切時(shí)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置能對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行快速、動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償并且不產(chǎn)生諧波。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202333809SQ20112024766
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:大禹電氣科技股份有限公司