CN203103972U - 具有保护功能的磁控电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有保护功能的磁控电抗器，所述磁控电抗器包括电抗器和晶闸管；电源模块；取能模块；光电接口模块，其包括光接收电路单元和光发射电路单元，光接收电路单元用于将接来自控制器的光脉冲信号转化为同步电流信号；光发射电路单元用于将来自触发反馈模块的电压状态反馈信号转化为光信号传输给所述控制器；连接到光电接口模块的控制器，用于根据电网中无功量调整所述电抗器投切角度；连接到所述晶闸管门极的触发模块，将同步电流信号放大转换为驱动晶闸管门极的电流脉冲；触发反馈模块，采集所述晶闸管两端的电压和门极电压从而生成电压状态反馈信号。本实用新型可将晶闸管触发状态返回控制系统，方便进行实时监控和保护，具有触发精确、稳定性好、功耗小。

Description

具有保护功能的磁控电抗器

技术领域

本实用新型涉及一种具有保护功能的磁控电抗器，属于磁控电抗器技术领域。

背景技术

现有技术为了满足近年来远距离大容量输送电能的要求，输电电压越来越高；电力系统的规模越来越大，发电量持续增长；由于我国能源与负荷分布的不均衡性，电网中的动态无功功率支撑问题日显突出，电能输送能力受到限制。同时由于大容量单相负载和不平衡负载的大量使用，电网的三相不平衡问题也日显突出。为治理上述问题，在电力系统中引入无功补偿装置进行无功补偿，磁控电抗器（MCR）是常用的一直，其在动态无功支撑、治理电网三相不平衡方面发挥了重要的作用。和有源设备相比，它在稳定性和补偿容量方面有着巨大的优势。其中，晶闸管的可靠触发是整个装置的关键技术之一。目前常用的晶闸管触发方式有电磁触发方式、光电触发方式与光触发方式。传统的电磁触发方式无法实时监控晶闸管的触发状态，对实际的触发情况无法实时准确掌握，不便于实现触发的准确性及对晶闸管的保护。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有保护功能的磁控电抗器，该磁控电抗器可将晶闸管触发状态返回控制系统，方便进行实时监控和保护，且具有触发精确、稳定性好、功耗小。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有保护功能的磁控电抗器，所述磁控电抗器包括电抗器和用于控制电抗器投切角度的晶闸管；

还包括：连接市电的电源模块，用于接收来自电网的电能；

取能模块，用于将来自电源模块的交流电转化为直流电；

光电接口模块，其包括光接收电路单元和光发射电路单元，光接收电路单元用于将接来自控制器的光脉冲信号转化为同步电流信号；光发射电路单元用于将来自触发反馈模块的电压状态反馈信号转化为光信号传输给所述控制器；

连接到光电接口模块的控制器，用于根据电网中无功量调整所述电抗器投切角度；

连接到所述晶闸管门极的触发模块，将同步电流信号放大转换为驱动晶闸管门极的电流脉冲；

触发反馈模块，用于采集所述晶闸管两端的电压和门极电压从而生成电压状态反馈信号；

所述触发模块用于接收来自光电接口模块的同步电流信号，其包括串联的由第2三极管、第3三极管组成的前级放大电路和由第1三极管、第2二极管和第3二极管串联组成的后级放大电路，所述第2三极管、第3三极管各自的基极分别经第4电阻和第3电阻连接到所述取能模块的第二输出端，所述第2二极管正极和第3二极管正极的连接点连接到所述述晶闸管门极，来自光电接口模块的同步电流信号通过第3二极管基极驱动其导通后依次驱动第2三极管、第1三极管导通，从而通过第2二极管和第3二极管的连接点输出用于控制电抗器投切角度的同步触发信号进入晶闸管门级； 

所述取能模块包括串联的第一稳压管、第二稳压管，此将来自电源模块直流电压转化为12V电压的第一稳压管的输出端作为第一输出端，所述第二稳压管的输出端作为第二输出端，由第1电阻和第1发光二极管串联的支路与所述第2电容并联，由第2电阻和第2发光二极管串联的支路与所述第3电容并联。

上述技术方案中进一步改进方案如下：

1、上述方案中，一第1电容与所述变压器并联，用于滤除交流干扰。

2、上述方案中，所述用于指示触发状态的第3发光二极管与第7电阻串联后连接到第2二极管和第3二极管的连接点。

3、上述方案中，所述第一输出端与接地之间跨接有第2电容，第二输出端与接地之间跨接有第3电容。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

本实用新型具有保护功能的磁控电抗器，其位于电网高电位侧，晶闸管门极和光电接口模块设有触发模块，使用光纤完成信号传输与高低电位的隔离，无论在脉冲质量还是隔离性能上都优于电磁触发方式的设备；其次，本实用新型电路设计能从设备一次侧取得稳定、纹波小的工作电源，在比较恶劣的电磁环境中，克服了主电路中的大电流、晶闸管的开断对电路造成的强电磁干扰，具有一定的抗干扰性能；再次，本实用新型触发装置，其由第1电阻和第1发光二极管串联的支路与所述第2电容并联，由第2电阻和第2发光二极管串联的支路与所述第3电容并联，用于指示触发状态的第3发光二极管与第7电阻串联后连接到第2二极管和第3二极管的连接点；来实现晶闸管模块的触发，保证触发准确、及时和同步。

附图说明

附图1为本实用新型具有保护功能的磁控电抗器结构框图；

附图2为本实用新型取能模块电路结构图；

附图3为本实用新型触发模块电路结构图。

以上附图中：1、电抗器；2、晶闸管；3、电源模块；4、取能模块；5、光电接口模块；51、光接收电路单元；52、光发射电路单元；6、控制器；7、触发模块；8、触发反馈模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种具有保护功能的磁控电抗器，所述磁控电抗器包括电抗器1和用于控制电抗器1投切角度的晶闸管2；

还包括：连接市电的电源模块3，用于接收来自电网的电能；

取能模块4，用于将来自电源模块3的交流电转化为直流电；

光电接口模块5，其包括光接收电路单元51和光发射电路单元52，光接收电路单元51用于将接来自控制器6的光脉冲信号转化为同步电流信号；光发射电路单元52用于将来自触发反馈模块的电压状态反馈信号转化为光信号传输给所述控制器6；

连接到光电接口模块5的控制器6，用于根据电网中无功量调整所述电抗器1投切角度；

连接到所述晶闸管2门极的触发模块7，将同步电流信号放大转换为驱动晶闸管2门极的电流脉冲；

触发反馈模块8，用于采集所述晶闸管2两端的电压和门极电压从而生成电压状态反馈信号；

一第1电容C1与所述变压器T1并联，用于滤除交流干扰。

所述用于指示触发状态的第3发光二极管LED3与第7电阻R7串联后连接到第2二极管D2和第3二极管D3的连接点。

所述第一输出端与接地之间跨接有第2电容C2，第二输出端与接地之间跨接有第3电容C3。

本实施例具有保护功能的磁控电抗器工作过程如下。

电源模块通过一个小的变压器模块T1实现降压作用，通过二极管D1去正半周为直流电压，电容C1进行滤波作用。

其中取能模块由稳压管U1、U2，电容C2、C3及电阻R1、R2和两只发光二极管构成，电源模块产生的直流电压经过U1产生12V电压，经C2滤波后为三极管Q1、Q2供电，LED1与电阻R1串联起显示取能的作用。U1产生的电压经U2产生的5V电压经电容C3滤波后，为光接收器HFBR-2412和Q3供电并拉高Q3电压，LED2与R2串联指使5V电源的取能结果。

其中光电接口模块主要由核心器件HFBR-2412光接收器构成，接收光脉冲转化为电信号用正逻辑输出。

其中触发模块包括前级放大电路和后级放大电路；前级放大电路包NPN型三极管Q3、Q2和基极电阻R3、R4；后级放大电路包括PNP型开关管Q1，电阻R5、电阻R6，二极管D2、D3等。光接收器中出来的信号进入Q3基极驱动其导通，后续Q2也随之导通，从而PNP型开关管Q1导通，经二极管D2输出同步触发信号进入晶闸管门级。LED3与电阻R7串联同步指使触发状态。

本实用新型在运行中，电源模块从高电位侧，即设备一次侧取得系统工作所需电源；所述光电接口模块接收来自控制系统光纤通道的光脉冲，即光信号，并将其转换为电信号；通过后续触发电路将弱脉冲信号放大转换为满足触发要求，有足够幅度的电流脉冲，输出到晶闸管的门级，用来触发晶闸管阀组。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的有益效果是：（1）电路板本身工作电流小，功耗低，对主电路工作基本无影响；（2）由于采用了保护触发电路可保护晶闸管，防止其被过压击穿；（3）由于采用了光电触发方式实现了触发信号的同步性、准确性和及时性；（4）由于采用了触发反馈电路，可将晶闸管触发状态返回控制系统，方便进行实时监控和保护；（5）成本低，硬件电路简单，易于实现。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有保护功能的磁控电抗器，所述磁控电抗器包括电抗器（1）和用于控制电抗器（1）投切角度的晶闸管（2），其特征在于：

还包括：连接市电的电源模块（3），用于接收来自电网的电能；

取能模块（4），用于将来自电源模块（3）的交流电转化为直流电；

光电接口模块（5），其包括光接收电路单元（51）和光发射电路单元（52），光接收电路单元（51）用于将接来自控制器（6）的光脉冲信号转化为同步电流信号；光发射电路单元（52）用于将来自触发反馈模块的电压状态反馈信号转化为光信号传输给所述控制器（6）；

连接到光电接口模块（5）的控制器（6），用于根据电网中无功量调整所述电抗器（1）投切角度；

连接到所述晶闸管（2）门极的触发模块（7），将同步电流信号放大转换为驱动晶闸管（2）门极的电流脉冲；

触发反馈模块（8），用于采集所述晶闸管（2）两端的电压和门极电压从而生成电压状态反馈信号；

所述触发模块（7）用于接收来自光电接口模块（5）的同步电流信号，其包括串联的由第2三极管、第3三极管组成的前级放大电路和由第1三极管、第2二极管和第3二极管串联组成的后级放大电路，所述第2三极管、第3三极管各自的基极分别经第4电阻和第3电阻连接到所述取能模块（4）的第二输出端，所述第2二极管正极和第3二极管正极的连接点连接到所述述晶闸管（2）门极，来自光电接口模块（5）的同步电流信号通过第3二极管基极驱动其导通后依次驱动第2三极管、第1三极管导通，从而通过第2二极管和第3二极管的连接点输出用于控制电抗器（1）投切角度的同步触发信号进入晶闸管（2）门级； 

所述取能模块（4）包括串联的第一稳压管、第二稳压管，此将来自电源模块（3）直流电压转化为12V电压的第一稳压管的输出端作为第一输出端，所述第二稳压管的输出端作为第二输出端，由第1电阻和第1发光二极管串联的支路与所述第2电容并联，由第2电阻和第2发光二极管串联的支路与所述第3电容并联。

2.根据权利要求1所述的磁控电抗器，其特征在于：一第1电容与所述变压器并联，用于滤除交流干扰。

3.根据权利要求1所述的磁控电抗器，其特征在于：所述用于指示触发状态的第3发光二极管与第7电阻串联后连接到第2二极管和第3二极管的连接点。

4.根据权利要求1所述的磁控电抗器，其特征在于：所述第一输出端与接地之间跨接有第2电容，第二输出端与接地之间跨接有第3电容。

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