CN100388579C - 一种防止svc系统中晶闸管误动作的保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路，该电路首先对电压互感器二次侧100V同步电压进行电压信号采集，然后对采集的电压信号进行放大、求和运算、滤波处理；再进入单片机进行数字处理，将电信号数字信号，计算出当前电压值，将当前的电压值与设定的限定值进行比较，决定是否输出保护量，然后通过保护电路输出保护信号输给保护电路执行正确的保护命令。本发明彻底解决了由于铁路用SVC系统在低电压状态下晶闸管保护的误动作，经多次试验验证该方法简单、实用、安全、可靠，避免了因低电压状态下晶闸管保护的误动作而引起的整个保护系统的连锁，使元器件的使用寿命和安全性得到了很大的改善。

Description

一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路
技术领域
本发明涉及一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路。
背景技术
SVC系统是用于补偿电网上多余的无功并提高功率因数，其主要功率元件晶闸管在电压下降系统出现短路时会引起SVC设备保护跳闸的现象，导致晶闸管保护误动作，引起整个保护系统的保护连锁，影响保护系统的元器件的使用寿命和安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决现有技术问题的防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路。
一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路，其特征在于：该电路首先对电压互感器二次侧100V同步电压进行电压信号采集，通过比例放大电路对采集的电压信号进行放大处理，然后再经过求和运算电路进行运算处理，使电压信号适合单片机使用，再通过带通滤波电路对电压信号进行滤波；经运算及滤波处理后的电压信号再进入单片机进行数字处理，通过单片机自身的模/数转换将电信号转换成数字信号，计算出当前电压值，将当前的电压值与设定的限定值进行比较，决定是否输出保护量，CPU检测来自信号采集单元的电压信号，当电压值低于设定的限定值时，则判定是由于系统母线电压过低，此时不进行相应的晶闸管击穿检测，当电压值高于或等于设定的限定值时，晶闸管击穿检测正常进行；然后通过与单片机数字处理单元相连接的保护电路输出保护信号执行正确的保护命令。
本发明彻底解决了由于铁路用SVC系统在低电压状态下晶闸管保护的误动作，经多次试验验证该方法简单、实用、安全、可靠，避免了因低电压状态下晶闸管保护的误动作而引起的整个保护系统的连锁，使元器件的使用寿命和安全性得到了很大的改善。
附图说明
图1是一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路的信号流程图。
图2是信号采集电路的结构框图。
图3是信号采集电路的电路元件结构图。
图4是保护电路的结构图。
具体实施方式
一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路，见图1，该电路首先对电压互感器二次侧100V同步电压进行电压信号采集，通过比例放大电路对采集的电压信号进行放大处理，然后再经过求和运算电路进行运算处理，使电压信号适合单片机使用，再通过带通滤波电路对电压信号进行滤波(图2)；经运算及滤波处理后的电压信号再进入单片机进行数字处理，通过单片机自身的模/数转换将电信号转换为数字信号，计算出当前电压值，将当前的电压值与设定的限定值进行比较，决定是否输出保护量，单片机检测来自信号采集单元的电压信号，当电压值低于设定的限定值时，则判定是由于系统母线电压过低，此时不进行相应的晶闸管击穿检测，当电压值高于或等于设定的限定值时，晶闸管击穿检测正常进行；然后通过与单片机数字处理单元相连接的保护电路输出保护信号输给保护回路执行正确的保护命令。图1中所示的保护回路是现有技术。
见图2，上述方法所采用的信号采集单元包括比例放大电路、求和运算电路、带通滤波电路，各电路的结构叙述如下，如图3所示：
比例放大电路的电路结构为：电压信号Uab经电阻R101引入运算放大器N1的反相输入端2脚，运算放大器N1的同相输入端3脚经电阻R102接地，运算放大器N1的电源输入端4脚和7脚分别接入-15V直流电压和+15V直流电压，并分别接去耦电容C1、C2，去耦电容C1、C2另一端接地；电位器R801一端接于运算放大器N1的反相输入端2脚，另一端接于运算放大器N1的输出端6脚。
求和运算电路的电路结构为：电阻R103一端与运算放大器N1的输出端相连接，电阻R103另一端连接运算放大器N2的反相输入端2脚，运算放大器N2的同相输入端3脚经电阻R106接地，运算放大器N2的电源输入端4脚和7脚分别接入-15V直流电压和+15V直流电压，并分别接去耦电容C3、C4，去耦电容C3、C4另一端接地；电位器R701一端接于运算放大器N2的反相输入端2脚，另一端接于运算放大器N2的输出端6脚；运算放大器N2的反相输入端2脚还连接有电阻R104，电阻R104的另一端接电压Ucb；
带通滤波电路的电路结构为：运算放大器N2的输出端连接电容C71，电容C71的另一端连接电位器R605，电位器R605另一端连接电阻R301，电阻R301另一端连接运算放大器N3的反相输入端2脚，运算放大器N3的同相输入端3脚经电阻R107接地，运算放大器N3的电源输入端4脚和7脚分别接入-15V直流电压和+15V直流电压，并分别接去耦电容C6、C7，去耦电容C6、C7另一端接地；运算放大器N3的反相输入端2脚还连接电容C5，电容C5另一端连接电阻R401，电阻R401的另一端连接电位器R605的输入端，运算放大器N3的输出端6脚输出经放大处理、求和运算、滤波的电压信号UAB。
见图4，本发明采用的保护电路的结构是：晶闸管D1的击穿检测单元T与光耦U1输入端连接，光耦U1输出端连接电阻R1，电阻R1另一端连接反向驱动芯片U2，反向驱动芯片U2另一端连接单片机；单片机另一端连接电阻R3，电阻R3另一端连接同相驱动芯片U3，同相驱动芯片U3另一端连接继电器J1，继电器J1另一端连接保护回路；与反向驱动芯片U2相连的单片机另一端还连接电阻R2，电阻R2另一端连接经放大、运算、滤波的电压UAB。保护回路是现有技术。
下面对SVC装置的晶闸管的误操作状态和解决后的操作状态进行对比，进一步阐述本发明的具体解决方案的原理。
误操作状态：当光耦的1脚有信号输入时，表明晶闸管为击穿状态，此时，CPU检测到的经过反向驱动芯片驱动的信号时则产生故障跳闸。
解决后的操作状态：CPU检测来自信号采集单元的电压信号，当电压幅值低于设定的保护电压值时，则判定是由于系统母线电压过低，此时不进行相应的晶闸管击穿检测，以避免引起保护误动作；当电压幅值高于或等于设定的保护电压值时，晶闸管击穿检测正常进行。

Claims (3)

1.一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路，其特征在于：该电路首先对电压互感器二次侧100V同步电压进行电压信号采集，通过比例放大电路对采集的电压信号进行放大处理，然后再经过求和运算电路进行运算处理，使电压信号适合单片机使用，再通过带通滤波电路对电压信号进行滤波；经运算及滤波处理后的电压信号再进入单片机进行数字处理，通过单片机自身的模/数转换将电信号转换成数字信号，计算出当前电压值，将当前的电压值与设定的限定值进行比较，决定是否输出保护量，CPU检测来自信号采集单元的电压信号，当电压值低于设定的限定值时，则判定是由于系统母线电压过低，此时不进行相应的晶闸管击穿检测，当电压值高于或等于设定的限定值时，晶闸管击穿检测正常进行；然后通过与单片机数字处理单元相连接的保护电路输出保护信号执行正确的保护命令。
2.权利要求1所述的一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路，其特征在于：所述的信号采集单元包括比例放大电路、求和运算电路、带通滤波电路，各电路的结构叙述如下：
比例放大电路的电路结构为：电压信号Uab经电阻R101引入运算放大器N1的反相输入端2脚，运算放大器N1的同相输入端3脚经电阻R102接地，运算放大器N1的电源输入端4脚和7脚分别接入-15V直流电压和+15V直流电压，并分别接去耦电容C1、C2，去耦电容C1、C2另一端接地；电位器R801一端接于运算放大器N1的反相输入端2脚，另一端接于运算放大器N1的输出端6脚；
求和运算电路的电路结构为：电阻R103一端与运算放大器N1的输出端相连接，电阻R103另一端连接运算放大器N2的反相输入端2脚，运算放大器N2的同相输入端3脚经电阻R106接地，运算放大器N2的电源输入端4脚和7脚分别接入-15V直流电压和+15V直流电压，并分别接去耦电容C3、C4，去耦电容C3、C4另一端接地；电位器R701一端接于运算放大器N2的反相输入端2脚，另一端接于运算放大器N2的输出端6脚；运算放大器N2的反相输入端2脚还连接有电阻R104，电阻R104的另一端接电压Ucb；
带通滤波电路的电路结构为：运算放大器N2的输出端连接电容C71，电容C71的另一端连接电位器R605，电位器R605另一端连接电阻R301，电阻R301另一端连接运算放大器N3的反相输入端2脚，运算放大器N3的同相输入端3脚经电阻R107接地，运算放大器N3的电源输入端4脚和7脚分别接入-15V直流电压和+15V直流电压，并分别接去耦电容C6、C7，去耦电容C6、C7另一端接地；运算放大器N3的反相输入端2脚还连接电容C5，电容C5另一端连接电阻R401，电阻R401的另一端连接电位器R605的输入端，运算放大器N3的输出端6脚输出经放大处理、求和运算、滤波的电压信号UAB。
3.权利要求1所述的一种防止SVC系统中晶闸管误动作的保护电路，其特征在于所述的与单片机数字处理单元相连接的保护电路结构是：晶闸管D1的击穿检测单元T与光耦U1输入端连接，光耦U1输出端连接电阻R1，电阻R1另一端连接反向驱动芯片U2，反向驱动芯片U2另一端连接单片机；单片机另一端连接电阻R3，电阻R3另一端连接同相驱动芯片U3，同相驱动芯片U3另一端连接继电器J1，继电器J1另一端连接保护回路；与反向驱动芯片U2相连的单片机另一端还连接电阻R2，电阻R2另一端连接经放大、运算、滤波的电压UAB。
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