CN209184256U - 一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力设备领域，尤其是一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置，其包括一个散热器，一个风扇，三个测温模块，一个晶闸管过零投切触发板。本实用新型实现晶闸管频繁过零投切电容器，晶闸管可监测电容器温度、晶闸管内部散热器温度，准确掌握晶闸管、电容器的实时运行温度。

Description

一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，尤其是一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置。

背景技术

电容器在电力系统中用途广泛，是电力系统中重要的工作元件之一。尤其是现在对可靠性要求日益严格的形势下，电容器的使用，可降低线路能量损耗；减少线路电压降，改善电压质量；提高系统供电能力，与用户的用电质量密切相关。温度是衡量电容器运行状态的一个重要参数，电容器表面超温过热会严重影响电容器的使用寿命，引起故障，甚至发生爆炸。交流电容器在电网中使用时要根据电网的实际需要随时与电网连接或断开，即所谓的交流电容器的投切。目前常用的有接触器投切、TSC( 可控硅) 投切和复合开关( 可控硅和接触器并联开关) 投切等几种方案。接触器投切的缺点是电容器与电网接通的瞬间有可能产生巨大的浪涌电流会对电网产生冲击和对电容器的寿命产生不利的影响，目前解决交流电容器投切时浪涌电流的办法是使用电子开关投切，让电子开关“过零投切”，晶闸管的开、关是无触点的，其操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切能够快速无冲击地将电容器接入电网，能够减少投切时的操作困难问题，实现动态的无功补偿，提高电能的质量，因此，晶闸管投切电容器已经成为一种广泛应用于配电系统的动态无功补偿装置。但是，晶闸管是半导体对温度非常敏感，投入电容器的时刻，也就是晶闸管开通的时刻，且必须是电源电压与电容器残压的幅值和相位相同的时刻。传统的晶闸管投切电容器的过零检测电路采用ＭＯＣ３０８３型光耦合器触发晶闸管，存在容易产生击穿、误触发和损坏等缺点。因为根据电容器的特性，当加在电容上的电压有阶跃变化时，将产生冲击电流，会损坏晶闸管，尤其是晶闸管频繁投切时，晶闸管和电容器发热变大，温度升高，会影响晶闸管和电容器安全运行。

因此有必要开发一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置，能够频繁投切电容的同时，还可以测量晶闸管和电容器温度，当晶闸管或者电容器温度过高时及时切除，促进系统稳定运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种可测量晶闸管模块及电容器温度的电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置，包括散热器壳体、晶闸管模块、散热风扇、控制及触发电路板、所述散热风扇设置在散热器壳体内，晶闸管模块设置在散热器壳体内部，在晶闸管模块上通过铜片连接有三相输出端子和三相输入端子，三相输入端子和三相输出端子连接在散热器壳体上，晶闸管模块与控制及触发电路板之间电连接，在控制及触发电路板上设置有外接温度传感器端子，在外接温度传感器端子上通过导线连接有电容温度传感器，电容温度传感器贴合在电容器上并检测电容器温度，在控制及触发电路板上连接电路板温度传感器、散热器温度传感器，其中电路板温度传感器贴合设置在控制及触发电路板上，散热器温度传感器用于检测散热器壳体内部的晶闸管模块处的温度，在控制及触发电路板上设置有触发控制端子，触发控制端子用于接收触发信号。

所述的散热风扇设置在散热器壳体的侧边，并对散热器壳体内部的控制及触发电路板、晶闸管模块进行散热，散热风扇由控制及触发电路板控制。

上述技术方案中，电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置1在电容补偿柜中与熔断器、电抗器、电容器串联相接如图1所示；所述三相输入端子通过铜排分别与L1、L2、L3相晶闸管模块阳极相连，三相输出端子通过铜排分别与L1、L2、L3相晶闸管模块阴极相连，晶闸管触发电路与晶闸管模块门级串联；所述散热风扇通过螺丝固定在散热器壳体前面，散热器温度传感器通过螺丝嵌入固定在散热器壳体上表面，晶闸管模块通过螺丝固定在散热器壳体上表面；所述控制及触发电路板通过螺丝固定在镀锌钢板上，然后整体通过螺丝固定在晶闸管模块上方；所述电路板温度传感器通过胶水粘合在电路板上，电容器温度传感器通过导线与晶闸管外接温度传感器端子相连，外接温度传感器端子与控制及触发电路板的温度检测模块相连。

其中控制及触发电路板包括主控电路板和触发电路板。晶闸管接收到控制器发出的触发命令后，晶闸管主控电路板直接采样电网电压、电容器端子电压，然后计算出晶闸管投切过零点，晶闸管触发模块电路采用电磁式隔离驱动脉冲触发晶闸管导通。晶闸管投切电容器时，电容器通过放电电阻释放残压，晶闸管快速投切电容器导致电容器内部电压过高，形成触发闭锁，对晶闸管的导通或截止次序加以适当的控制即可避免晶闸管闭锁，采用的控制投切相序及放电电阻加速释放控制方法，可以避免快速重复投切闭锁。晶闸管有一定内阻，运行时会发热，系统电压过高，或者系统谐波比较大，导致通过晶闸管的电流变大，发热加剧。晶闸管主控板实时检测控制及触发电路板温度，散热器壳体内部温度，电容器温度，当系统中晶闸管模块、电容器、电路板其中1个及1个以上过热，及时切断晶闸管，保护系统。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

晶闸管可监测电容器、晶闸管模块、电路板的温度，过温切断晶闸管，避免电容器长时间运行、谐波放大、电容柜散热装置失效，晶闸管散热风扇故障等导致过温，降低过温的风险，提供电容柜运行安全性。

晶闸管直接采样电网和电容器电压，电磁式隔离脉冲触发，避免传统晶闸管MOC3083在谐波下过零检测不精确，MOC3083重复耐压不够（800V），过零触发更精确，隔离控制，更安全。

附图说明

图1为本实用新型的晶闸管投切电容器的电气原理图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的过零检测电路图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例1：

如图2所示，本实施例描述的一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置，包括散热器壳体8、晶闸管模块7、散热风扇3、控制及触发电路板4、所述散热风扇3设置在散热器壳体8内，晶闸管模块7设置在散热器壳体8内部，在晶闸管模块7上通过铜片连接有三相输出端子6和三相输入端子5，三相输入端子5和三相输出端子6连接在散热器壳体8上，晶闸管模块7与控制及触发电路板4之间电连接，在控制及触发电路板4上设置有外接温度传感器端子10，在外接温度传感器端子10上通过导线连接有电容温度传感器13，电容温度传感器13贴合在电容器上并检测电容器温度，在控制及触发电路板4上连接电路板温度传感器11、散热器温度传感器12，其中电路板温度传感器11贴合设置在控制及触发电路板4上，散热器温度传感器12用于检测散热器壳体8内部的晶闸管模块7处的温度，在控制及触发电路板4上设置有触发控制端子9，触发控制端子9用于接收触发信号。

所述的散热风扇3设置在散热器壳体8的侧边，并对散热器壳体8内部的控制及触发电路板4、晶闸管模块7进行散热，散热风扇3由控制及触发电路板4控制。

如图3所示，采用限流电阻限制电流，利用光耦合器和三极管的特性捕捉过零点，由光耦合器导通时输出的低电平信号作为过零信号。过零检测电路接在晶闸管两端，ＬＡ接电网侧，ＣＡ接电容侧，Ｒ１和Ｒ２为限流电阻。主要工作过程是：整流桥ＵＦ将晶闸管两端电压全波整流，经过二极管Ｖ１和Ｖ２分别向电路供电，电容Ｃ２、Ｃ３和稳压管Ｖ３起滤波和稳压作用，以ａ点为参考点，可知ｃ和ｄ的电位相同，且假设电位逐渐下降到晶闸管两端接近过零点时，ｂ点通过电阻Ｒ３和Ｒ４分压，使得ｂ、ｃ两点间电位相差0.7Ｖ时满足三极管ＶＴ１的导通条件，ＶＴ１饱和导通，将ＶＴ２的基极接地，复合管ＶＴ２和ＶＴ３饱和导通，光耦合器的发光端有电流流过，光耦合器导通，将输出电压拉低，单片机得到低电平信号即表示晶闸管两端电压过零。Ｃ１的作用是钳位，避免ＶＴ１误导通。Ｒ５对ＶＴ１基极电流起限流作用。电阻Ｒ６的作用是复合管关断时，由于ＶＴ２的基极和ＶＴ３的发射极存在电容效应，需要用电阻快速放电。Ｒ７是光耦合器导通时的限流电阻。由于光耦合器发光侧关断后存在电容效应，为了快速放电而增加Ｒ８，当检测到ＬＡ和ＣＡ两端过零点时，光耦合器导通，将输出端电平拉低，由于电容的储能不大，此能量会快速释放，从而做到输出端的低电平脉宽非常小。

Claims (2)

1.一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置，其特征是：包括散热器壳体、晶闸管模块、散热风扇、控制及触发电路板、所述散热风扇设置在散热器壳体内，晶闸管模块设置在散热器壳体内部，在晶闸管模块上通过铜片连接有三相输出端子和三相输入端子，三相输入端子和三相输出端子连接在散热器壳体上，晶闸管模块与控制及触发电路板之间电连接，在控制及触发电路板上设置有外接温度传感器端子，在外接温度传感器端子上通过导线连接有电容温度传感器，电容温度传感器贴合在电容器上并检测电容器温度，在控制及触发电路板上连接电路板温度传感器、散热器温度传感器，其中电路板温度传感器贴合设置在控制及触发电路板上，散热器温度传感器用于检测散热器壳体内部的晶闸管模块处的温度，在控制及触发电路板上设置有触发控制端子，触发控制端子用于接收触发信号。

2.根据权利要求1所述的一种电容器晶闸管可扩展电容器温度保护装置，其特征是：所述的散热风扇设置在散热器壳体的侧边，并对散热器壳体内部的控制及触发电路板、晶闸管模块进行散热，散热风扇由控制及触发电路板控制。