CN203632252U - 一种动态无功补偿可控硅过零触发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动态无功补偿可控硅过零触发装置，该装置为三相触发电路，单相触发电路包括触发电路、吸收电路、保护电路和发光电路，该装置还设有供电电源输入端子和信号触发端子，待触发的可控硅的K极、G极接入触发电路的输出端子，信号触发端子与触发电路和待检触发的可控硅连接并根据触发信号控制其通断，吸收电路和保护电路连接在触发电路中，发光电路并联在供电电源输入端子之间，该装置用MOC代替了传统的脉冲变压器设计，实现了高压低压隔离，结构简单，制造成本相对较低，安装检测过程简单、快捷，节省生产周期，并且兼容性好，适用于不同的可控硅。

Description

一种动态无功补偿可控硅过零触发装置

技术领域

本实用新型涉及可控硅的过零触发装置，更具体的说，涉及一种动态无功补偿内部可控硅过零触发装置。

背景技术

自1957年发明晶闸管以来，由于它结构简单，使用方便和性能稳定可靠，因此，已大量用于国民经济各领域，为工业发展、技术进步和节约能源发挥了重大作用。目前，晶闸管的制造工艺和应用技术已相当成熟，正向着体积更小、重量更轻、结构更紧凑、可靠性更高、内部接线电路各异和功能不同的模块化方向发展。

目前，我国输配电网无功缺乏，备用容量严重不足，无功补偿装置缺少灵活的调节能力，其中由于无功不足原因而产生电压降落、电能传输损耗大、线路输送容量降低和网络稳定性下降等问题表现尤为突出。近年来，随着大功率非线性负荷用户的不断增多，对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势，缺乏无功调节手段造成了母线电压随运行方式的变动很大，导致电网线损增加，使得系统电压合格率不高。在工业应用领域，随着国民经济的发展，大量的冲击性质的负荷如电弧炉、轧机、电气化铁路等接入电网，由于其呈现的冲进性无功特性核非线性负荷特性，对电能质量造成了巨大的污染。主要体现在谐波严重超标，造成变压器、电机、电容器组和线路的损耗加剧，甚至危及设备安全；产生的负序电流对电机等旋转机械产生附加转矩，降低工作效率，增加能耗；由于冲击无功的作用，对电压造成严重的波动和闪变，降低生产效率，单位能耗增加，同时造成产品质量下降。对这些大冲击非线性负荷或不对称负荷应进行就地无功补偿和用电污染治理，即对该类污染从源头进行治理，以达到电能质量治理、节能降耗、增加产量和提高产品质量的目的。

目前市场上有多种无功补偿方式，普通的静态无功补偿即接触器加电容组、动态无功补偿即可控硅加电容组及电抗器、静止型动态无功补偿（SVC）等等，各有优缺点。动态补偿，是近几年发展起来是一类先进的补偿装置，静态补偿是相对于动态补偿来说的。以前我们常见的补偿柜或者补偿箱，大多用接触器做电容的开关。因为接触器的反应慢，又要考虑电容器的放电时间，所以这类补偿装置的一个共同特点是投切间隔较长，最快也不过在5秒左右。为了解决这个问题，就采用了可控硅来做电容开关，可以将反应速度提高到毫秒，达到20ms，也就是可以跟踪负载的变化，级数先进的产品，几乎达到同步补偿的水平。这样的快速补偿装置，我们叫它“动态补偿”。动态补偿的优点：反应快，补偿效果好，特别适用于负载波动剧烈的场合。动态补偿通常还有分补功能，可以对不平衡的负载做良好的补偿。动态补偿的不足：价格高，可靠性还不够，自身耗能很大。在负载比较稳定的场合没有优势。静态补偿的优点：技术成熟，价格低廉，工作可靠，在一般场合补偿效果良好，使用很广泛。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本实用新型提出一种简易的低成本的动态无功补偿可控硅过零触发装置，针对动态无功补偿即可控硅加电容组及电抗器而设计，相对于静止型动态无功补偿（SVC），能够有效的节约成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种动态无功补偿可控硅过零触发装置，该装置为三相触发电路，单相触发电路包括触发电路、吸收电路、保护电路和发光电路，该装置还设有供电电源输入端子和信号触发端子，待触发的可控硅的K极、G极接入触发电路的输出端子，信号触发端子与触发电路和待检触发的可控硅连接并根据触发信号控制其通断，吸收电路和保护电路连接在触发电路中，发光电路并联在供电电源输入端子之间。

所述触发电路包括光耦合隔离器、电阻和二极管，电阻和二极管并联在一对信号触发端子之间，光耦合隔离器串联后连接可控硅的G极。

所述吸收电路包括电阻R9和电容C1，电阻R9和电容C1串联，吸收电路串联在信号触发端子间。

所述保护电路包括3个电阻R3、R4和R5，3个电阻串联连接，保护电路并联在串联的3个光耦合隔离器的两端。

所述发光电路包括串联的电阻R2和发光二极管LED1，发光电路并联在供电电源输入端子之间。

本实用新型的优点在于该装置用MOC代替了传统的脉冲变压器设计，实现了高压低压隔离，结构简单，制造成本相对较低，一块三相的过零触发装置成本就几十块钱，安装检测过程简单、快捷，节省生产周期，并且兼容性好，适用于不同的可控硅。

附图说明

图1为过零触发装置电路中的单相触发电路结构示意图；

图中U1～U3为光耦合隔离器MOC3081；R1～R9为电阻；D1～D2为二极管；C1为电容；A_G1、A_G2、A_A1K2、A_A2K1为信号触发端子；A_IN、A_IN*为供电电源输入端子。

具体实施方式

参见图1可知，图1为单相触发电路图，三相电路为三个相同的单相电路组成。

一种动态无功补偿可控硅过零触发装置，该装置为三相触发电路，有三部分相同的单相电路组成，三相电路的组合可以实现三相同时补偿。该装置主要包括9只光耦合隔离器MOC3081、27只各种电阻、6只二极管、3只电容和可控硅，把上述元器件根据电路图焊接在PCB板上，可控硅的K极、G极按照顺序接入PCB板的输出端子上，通过信号触发端子施加触发电压，即可实现可控硅的过零触发。该装置用MOC代替了传统的脉冲变压器设计，实现了高压低压隔离。

单相触发电路包括触发电路、吸收电路、保护电路和发光电路，该装置还设有供电电源输入端子和信号触发端子，待触发的可控硅的K极、G极接入触发电路的输出端子，信号触发端子与触发电路和待检触发的可控硅连接并根据触发信号控制其通断，吸收电路和保护电路连接在触发电路中，发光电路并联在供电电源输入端子之间。

触发电路包括3个光耦合隔离器MOC3081、2个电阻和2个二极管，一对电阻和二极管并联在一对信号触发端子A_G1和A_A1K2之间，另一对电阻和二极管并联在A_G2和A_A2K1间，利用了二极管的正向导通特性，反向是电流从电阻流过；光耦合隔离器串联后输出端通过电阻R6连接在信号触发端子A_G1和A_G2之间输入端连接串联的发光电路和电阻R1，电阻R1、R6起到限流的作用可以防止MOC3081因过流损坏。吸收电路包括电阻R9和电容C1，电阻R9和电容C1串联，吸收电路串联在信号触发端子A_A1K2和A_A2K1间，吸收电路有脉冲吸收的作用。保护电路包括3个电阻R3、R4和R5，3个电阻串联连接，保护电路并联在串联的3个光耦合隔离器的两端，串联的电阻起到均压保护电路的作用。发光电路包括串联的电阻R2和发光二极管LED1，发光电路并联在供电电源输入端子A_IN和A_IN*之间，发光二极管LED1和MOC3081里的发光二极管同步进行表示MOC3081的工作状态。

这样的过零触发方式大大降低了成本，从而更有效的实现电容器组的投切。这种装置具有很强的通用性，给安装和生产都带来了极大便捷。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动态无功补偿可控硅过零触发装置，其特征在于：该装置为三相触发电路，单相触发电路包括触发电路、吸收电路、保护电路和发光电路，该装置还设有供电电源输入端子和信号触发端子，待触发的可控硅的K极、G极接入触发电路的输出端子，信号触发端子与触发电路和待检触发的可控硅连接并根据触发信号控制其通断，吸收电路和保护电路连接在触发电路中，发光电路并联在供电电源输入端子之间。

2.根据权利要求1所述的动态补偿可控硅过零触发装置，其特征在于：所述触发电路包括光耦合隔离器、电阻和二极管，电阻和二极管并联在一对信号触发端子之间，光耦合隔离器串联后连接信号触发端子间。

3.根据权利要求1所述的动态无功补偿可控硅过零触发装置，其特征在于：所述吸收电路包括电阻R9和电容C1，电阻R9和电容C1串联，吸收电路串联在信号触发端子间。

4.根据权利要求1所述的动态无功补偿可控硅过零触发装置，其特征在于：所述保护电路包括三个电阻R3、R4和R5，三个电阻串联连接，保护电路并联在串联的三个光耦合隔离器的两端。

5.根据权利要求1所述的动态无功补偿可控硅过零触发装置，其特征在于：所述发光电路包括串联的电阻R2和发光二极管LED1，发光电路并联在供电电源输入端子之间。

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