電力電容動態補償濾波調節器的製造方法
2024-02-09 22:58:15
電力電容動態補償濾波調節器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，包括若干組反並聯可控矽模塊、若干組可控矽觸發電路、數字處理模塊、光電隔離電路、電壓信號採樣電路、過電壓吸收模塊、電源模塊、散熱模塊，控制信號經過熱保護模塊及光電隔離電路輸入，單片機收到投切指令後，根據電壓信號採樣電路判斷投切時間和投切順序，數字處理模塊發出的高頻直流脈衝信號，通過光電隔離電路傳遞給對應可控矽觸發電路，可控矽觸發電路連接對應進行無放電時間的過零投切控制可控矽模塊，當溫度升高時，分別啟動散熱模塊及熱保護模塊。本實用新型具有零放電時間，響應時間快，無電流衝擊的特點，能最大限度的滿足電網無功波動需求，同時提高電容器使用壽命。
【專利說明】電力電容動態補償濾波調節器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適用於配電系統中新型動態無功補償及諧波治理裝置，具體涉及可以滿足快速投切電力電容器組的新型動態補償濾波調節器。
【背景技術】
[0002]目前電力電容器的投切開關一般都採用專用的交流接觸器、複合開關、動態無功補償投切調節器。由於交流接觸器投切電容器過程中存在一定的合閘湧流，同時由於電容器的頻繁切換，電容器的放電不充分導致交流接觸器觸頭氧化損壞，電容器經過大電流的衝擊開路、炸裂。複合開關由於切換過程中雖然能實現電容器的過零投切，但由於器件本身的機械壽命、電壽命以及耐受衝擊電壓的能力較差，同時由於複合開關本身對於電容器放電時間存在較高要求，因此在實際運行過程中容易損壞開關本身及電容器。現行的動態無功補償調節器雖然採用的模擬控制技術能夠滿足過零投切的能力，但也存在一定的放電延時，實際使用中由於電網中存在大量的幹擾，以及現有負載波動性較快，導致投切間隔過短而損壞。而在電力系統中，由於符合需要大量消耗無功功率以滿足負荷要求，為提高功率因數，減少無功線損，因此，需要安裝低壓成套無功功率補償裝置，可是，在補償裝置中，電容投切開關是進行無功功率補償的必要元器件。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題在於提供一種電力電容動態補償濾波調節器，具有零放電時間的特點，以滿足新型動態無功補償及諧波治理裝置的要求，特別是針對各種不同電容器接線方式投切的開關。
[0004]本實用新型的技術問題是按如下技術方案實現的:構造一種電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，包括若干組反並聯可控矽模塊、若干組可控矽觸發電路、數字處理模塊、光電隔離電路、電壓信號採樣電路、過電壓吸收模塊、電源模塊、散熱模塊，控制信號經過熱保護模塊及光電隔離電路輸入，單片機收到投切指令後，根據電壓信號採樣電路判斷投切時間和投切順序，數字處理模塊發出的高頻直流脈衝信號，通過光電隔離電路傳遞給對應可控矽觸發電路，可控矽觸發電路連接對應進行無放電時間的過零投切控制可控矽模塊，當溫度升高時，分別啟動散熱模塊及熱保護模塊。
[0005]實現本實用新型的一種電力電容動態補償濾波調節器，具有如下優點:具有零放電時間，響應時間快，無電流衝擊的特點，能最大限度的滿足電網無功波動需求，同時提高電容器使用壽命。本實用新型結構簡單，可靠性好，實用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1本實用新型動態補償濾波調節器的外接線路圖；
[0007]圖2本實用新型動態補償濾波調節器的控制框架圖；
[0008]圖3本實用新型調節器的可控矽脈衝觸發模塊原理圖；[0009]圖4本實用新型調節器的電壓信號採樣電路原理圖。
【具體實施方式】
[0010]一種電力電容動態補償濾波調節器，參考如圖2所示，包括若干組反並聯可控矽模塊、若干組可控矽觸發電路、數字處理模塊、光電隔離電路、電壓信號採樣電路、過電壓吸收模塊、電源模塊、散熱模塊組成。
[0011]本實用新型電力電容動態補償濾波調節器，控制信號經過熱保護模塊及光電隔離電路輸入，單片機收到投切指令後，根據電壓信號採樣電路判斷投切時間和投切順序，數字處理模塊發出的高頻直流脈衝信號，通過光電隔離電路傳遞給對應可控矽觸發電路，可控矽觸發電路連接對應進行無放電時間的過零投切控制可控矽模塊。當溫度升高時，分別啟動散熱模塊及熱保護模塊。反並聯可控矽模塊為兩個反向並聯的可控矽模塊。可控矽脈衝觸發電路為每組兩個脈衝變壓器及外圍電路組成。光電隔離電路為電阻和光耦組成。電壓信號採樣電路為分壓功率電阻、磁感、反向保護二極體、光耦、反向器組成。過電壓吸收模塊為功率電阻和高電壓電容器組成。電源模塊為電源變壓器、整流二極體、穩壓管、電解電容組成。數字處理模塊為單片機、反向器、電容器、晶振組成。無放電時間的過零投切控制為控制可控矽投切的高頻直流脈衝信號的時間、頻率。散熱模塊包括表面氧化處理的鋁質散熱器、溫控開關及散熱風扇。熱保護模塊包括溫控開關。
[0012]下面結合具體實施例及附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0013]參考如圖1的外接線路圖。其中L1、L2、L3、N與配電系統三相四縣電源相連，V+、VA、VB、VC端為控制信號接口，外接動態無功補償控制器，由動態無功補償控制器進行控制。下端三個接口分別接Λ接電容器、Y接電容器、單相電容器(也可是電抗器與電容器組合成的濾波電容器組)，可構成三相角外接共補控制方式、三相星接分補控制方式、三相角內接共/分補控制方式。電容兩端接上容性投切指示燈顯示是否投入或切除。
[0014]參考如圖2所示的控制框架圖。外接動態無功補償控制器輸出的電平控制信號，經過光電隔離電路輸入數字處理模塊。數字處理模塊在接收到控制信號後，通過電壓信號採樣迴路對現有三相交流電的電壓進行實時判斷，選擇合適的時機控制電路中的可控矽脈衝觸發迴路。可控矽脈衝觸發迴路接反並聯的可控矽模塊，對可控矽進行導通截止控制。可控矽模塊一端接電網，另一端接電容器(組)。電容器(組)通過可控矽模塊向電網吸收無功功率及諧波電流。可控矽模塊接過電壓吸收模塊，以吸收投切過程中可能出現的過電壓，並通過散熱模塊進行散熱，以保證新型動態補償濾波調節器的連續穩定運行。
[0015]參考如圖3所示的可控矽脈衝觸發模塊原理圖。觸發模塊主要包括高頻脈衝信號發生部分和可控矽觸發電流的輸出部分。不同控制方式的電容器(組)通過動態補償濾波調節器C1、C2、C3的3個端子與配電系統連接，通過控制可控矽模塊的導通截止來控制電容器(組)的投入和切除，從而達到實時調節系統無功功率平衡，以達到提高功率因數、吸收諧波電流、穩定電壓波動範圍的目的。
[0016]在圖3中，由於每相可控矽模塊的反向電壓值應按照兩端交流額定電壓值約4倍來選取。由數字處理模塊產生的10?30kHz的高頻脈衝信號經過電源迴路增強放大後，經過D15?D22的二極體進行方向調製，脈衝變壓器T4、T5、T6、T7進行隔離，再經過二極體D9、DIO、Dll、D12與可控矽模塊K極G極相連，對可控矽模塊進行觸發。[0017]參考如圖4中所示的電壓信號採樣電路原理圖。電壓信號採樣迴路包括磁感L4?L9濾波抗幹擾部分和由光耦Ul?U2(SHARP PC817)、反向保護二極體D7?D8、功率電阻R3?R4、電容C12?C13構成的電壓方波信號米樣部分。由於米用了可控娃兩端電壓信號採樣部分，能夠實時採集可控矽導通截止過程中的電壓情況，能保證每次投切過程中無須放電要求，實現零放電時間的過零投切技術。
[0018]本實用新型的一種電力電容動態補償濾波調節器，通過外接直流電平進行控制，檢測可控矽兩端在電容器投切過程中電壓變化情況，通過數字處理模塊合理控制可控矽觸發模塊投切的時間和順序，具有零放電時間投切的效果。過零投切模塊包括數字處理模塊、電壓信號採樣電路、時間判斷模塊、可控矽脈衝觸發模塊，所述的電壓信號採樣電路包括分壓電阻、電壓變送器等採集系統電壓信號，將信號輸入單片機進行分析計算，通過可控矽脈衝觸發輸出模塊控制可控矽導通/截止，從而實現零放電時間投切可控矽的功能。
[0019]本實用新型可實現電網上電壓與電流的平穩過渡和電容器組零電流投切，避免對電網的幹擾。控制同一組電容器相鄰兩次投切最小間隔時間為0.02s，無需電容器放電時間，不產生湧流，無過電壓。其中電容器接線方式有:三相電容角外接共補、三相四線角外接共補/分補、三相電容角內接共補/分補。本實用新型採用現代數字控制技術，具體適用於配電系統中，作為動態無功補償及諧波治理裝置中電容器組的投切開關使用。
[0020]需要說明的是，本實用新型的特定實施方案已經對本實用新型進行了詳細描述，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型的所描述的內容的情況下對它進行的各種顯而易見的改變和改善都在本實用新型的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，包括若干組反並聯可控矽模塊、若干組可控矽觸發電路、數字處理模塊、光電隔離電路、電壓信號採樣電路、過電壓吸收模塊、電源模塊、散熱模塊，控制信號經過熱保護模塊及光電隔離電路輸入，單片機收到投切指令後，根據電壓信號採樣電路判斷投切時間和投切順序，數字處理模塊發出的高頻直流脈衝信號，通過光電隔離電路傳遞給對應可控矽觸發電路，可控矽觸發電路連接對應進行無放電時間的過零投切控制可控矽模塊，當溫度升高時，分別啟動散熱模塊及熱保護模塊。
2.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述反並聯可控矽模塊為兩個反向並聯的可控矽模塊。
3.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述可控矽脈衝觸發電路包括每組兩個脈衝變壓器及外圍電路。
4.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述光電隔離電路包括電阻及光耦。
5.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述電壓信號採樣電路包括分壓功率電阻、磁感、反向保護二極體、光耦、反向器。
6.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述過電壓吸收模塊包括功率電阻及高電壓電容器。
7.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述電源模塊包括電源變壓器、整流二極體、穩壓管、電解電容。
8.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述數字處理模塊包括單片機、反向器、電容器、晶振。
9.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述無放電時間的過零投切控制為控制可控矽投切的高頻直流脈衝信號的時間、頻率。
10.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述散熱模塊包括表面氧化處理的鋁質散熱器、溫控開關及散熱風扇。
11.根據權利要求1所述的電力電容動態補償濾波調節器，其特徵在於，所述熱保護模塊包括溫控開關。
【文檔編號】H02J3/18GK203617709SQ201320563045
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】林川 申請人:林川