專利名稱：具有保護(hù)功能的磁控電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有保護(hù)功能的磁控電抗器，屬于磁控電抗器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)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(dòng)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(shí)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(bǔ)償裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償，磁控電抗器(MCR)是常用的一直，其在動(dòng)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(bǔ)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(gè)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)方式無法實(shí)時(shí)監(jiān)控晶閘管的觸發(fā)狀態(tài)，對實(shí)際的觸發(fā)情況無法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握，不便于實(shí)現(xiàn)觸發(fā)的準(zhǔn)確性及對晶閘管的保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有保護(hù)功能的磁控電抗器，該磁控電抗器可將晶閘管觸發(fā)狀態(tài)返回控制系統(tǒng)，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，且具有觸發(fā)精確、穩(wěn)定性好、功耗小。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種具有保護(hù)功能的磁控電抗器，所述磁控電抗器包括電抗器和用于控制電抗器投切角度的晶閘管；還包括:連接市電的 電源模塊，用于接收來自電網(wǎng)的電能；取能模塊，用于將來自電源模塊的交流電轉(zhuǎn)化為直流電；光電接口模塊，其包括光接收電路單元和光發(fā)射電路單元，光接收電路單元用于將接來自控制器的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元用于將來自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器；連接到光電接口模塊的控制器，用于根據(jù)電網(wǎng)中無功量調(diào)整所述電抗器投切角度；連接到所述晶閘管門極的觸發(fā)模塊，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管門極的電流脈沖；觸發(fā)反饋模塊，用于采集所述晶閘管兩端的電壓和門極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)；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(hào)，其包括串聯(lián)的由第2三極管、第3三極管組成的前級(jí)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(jí)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(diǎn)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(hào)通過第3 二極管基極驅(qū)動(dòng)其導(dǎo)通后依次驅(qū)動(dòng)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(diǎn)輸出用于控制電抗器投切角度的同步觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入晶閘管門級(jí)；所述取能模塊包括串聯(lián)的第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管，此將來自電源模塊直流電壓轉(zhuǎn)化為12V電壓的第一穩(wěn)壓管的輸出端作為第一輸出端，所述第二穩(wěn)壓管的輸出端作為第二輸出端，由第I電阻和第I發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第2電容并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第3電容并聯(lián)。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，所述用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管與第7電阻串聯(lián)后連接到第2 二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)。3、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(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:本實(shí)用新型具有保護(hù)功能的磁控電抗器，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(hào)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(shí)用新型電路設(shè)計(jì)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(qiáng)電磁干擾，具有一定的抗干擾性能；再次，本實(shí)用新型觸發(fā)裝置，其由第I電阻和第I發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第2電容并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第3電容并聯(lián)，用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管與第7電阻串聯(lián)后連接到第2 二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)；來實(shí)現(xiàn)晶閘管模塊的觸發(fā)，保證觸發(fā)準(zhǔn)確、及時(shí)和同步。

附圖1為本實(shí)用新型具有保護(hù)功能的磁控電抗器結(jié)構(gòu)框圖；附圖2為本實(shí)用新型取能模塊電路結(jié)構(gòu)圖；附圖3為本實(shí)用新型觸發(fā)模塊電路結(jié)構(gòu)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；51、光接收電路單元；52、光發(fā)射電路單元；6、控制器；7、觸發(fā)模塊；8、觸發(fā)反饋模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:實(shí)施例:一種具有保護(hù)功能的磁控電抗器，所述磁控電抗器包括電抗器I和用于控制電抗器I投切角度的晶閘管2 ；還包括:連接市電的電源模塊3，用于接收來自電網(wǎng)的電能；取能模塊4，用于將來自電源模塊3的交流電轉(zhuǎn)化為直流電；光電接口模塊5，其包括光接收電路單元51和光發(fā)射電路單元52，光接收電路單元51用于將接來自控制器6的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元52用于將來自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器6 ；連接到光電接口模塊5的控制器6，用于根據(jù)電網(wǎng)中無功量調(diào)整所述電抗器I投切角度；連接到所述晶閘管2門極的觸發(fā)模塊7，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管2門極的電流脈沖；觸發(fā)反饋模塊8，用于采集所述晶閘管2兩端的電壓和門極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)；一第I電容Cl與所述變壓器Tl并聯(lián)，用于濾除交流干擾。所述用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管LED3與第7電阻R7串聯(lián)后連接到第2二極管D2和第3 二極管D3的連接點(diǎn)。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。本實(shí)施例具 有保護(hù)功能的磁控電抗器工作過程如下。電源模塊通過一個(gè)小的變壓器模塊Tl實(shí)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Ql、Q2供電，LEDl與電阻Rl串聯(lián)起顯示取能的作用。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(hào)用正邏輯輸出。其中觸發(fā)模塊包括前級(jí)放大電路和后級(jí)放大電路；前級(jí)放大電路包NPN型三極管Q3、Q2和基極電阻R3、R4 ;后級(jí)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(hào)進(jìn)入Q3基極驅(qū)動(dòng)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(hào)進(jìn)入晶閘管門級(jí)。LED3與電阻R7串聯(lián)同步指使觸發(fā)狀態(tài)。本實(shí)用新型在運(yùn)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(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；通過后續(xù)觸發(fā)電路將弱脈沖信號(hào)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(jí)，用來觸發(fā)晶閘管閥組。由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)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)由于采用了保護(hù)觸發(fā)電路可保護(hù)晶閘管，防止其被過壓擊穿；(3)由于采用了光電觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)信號(hào)的同步性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性；
(4)由于采用了觸發(fā)反饋電路，可將晶閘管觸發(fā)狀態(tài)返回控制系統(tǒng)，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)；(5)成本低，硬件電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有保護(hù)功能的磁控電抗器，所述磁控電抗器包括電抗器(1)和用于控制電抗器(I)投切角度的晶閘管(2)，其特征在于: 還包括:連接市電的電源模塊(3)，用于接收來自電網(wǎng)的電能； 取能模塊(4)，用于將來自電源模塊(3)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電； 光電接口模塊(5)，其包括光接收電路單元(51)和光發(fā)射電路單元(52)，光接收電路單元(51)用于將接來自控制器(6)的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元(52)用于將來自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器(6)； 連接到光電接口模塊(5 )的控制器(6 )，用于根據(jù)電網(wǎng)中無功量調(diào)整所述電抗器(I)投切角度； 連接到所述晶閘管(2)門極的觸發(fā)模塊(7)，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管(2)門極的電流脈沖； 觸發(fā)反饋模塊(8)，用于采集所述晶閘管(2)兩端的電壓和門極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)； 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(hào)，其包括串聯(lián)的由第2三極管、第3三極管組成的前級(jí)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(jí)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(4)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(diǎn)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(hào)通過第3 二極管基極驅(qū)動(dòng)其導(dǎo)通后依次驅(qū)動(dòng)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(diǎn)輸出用于控制電抗器(I)投切角度的同步觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入晶閘管(2)門級(jí)； 所述取能模塊(4)包括串聯(lián)的第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管，此將來自電源模塊(3)直流電壓轉(zhuǎn)化為12V電壓的第一穩(wěn)壓管的輸出端作為第一輸出端，所述第二穩(wěn)壓管的輸出端作為第二輸出端，由第I電阻和第I發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第2電容并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第3電容并聯(lián)。
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電容與所述變壓器并聯(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:所述用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管與第7電阻串聯(lián)后連接到第2 二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)。
4.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，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有保護(hù)功能的磁控電抗器，所述磁控電抗器包括電抗器和晶閘管；電源模塊；取能模塊；光電接口模塊，其包括光接收電路單元和光發(fā)射電路單元，光接收電路單元用于將接來自控制器的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元用于將來自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器；連接到光電接口模塊的控制器，用于根據(jù)電網(wǎng)中無功量調(diào)整所述電抗器投切角度；連接到所述晶閘管門極的觸發(fā)模塊，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管門極的電流脈沖；觸發(fā)反饋模塊，采集所述晶閘管兩端的電壓和門極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)。本實(shí)用新型可將晶閘管觸發(fā)狀態(tài)返回控制系統(tǒng)，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，具有觸發(fā)精確、穩(wěn)定性好、功耗小。
文檔編號(hào)H02J3/18GK203103972SQ201320034519
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(fèi)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