CN215733496U

CN215733496U - 基于svg的智能电容无功补偿装置

Info

Publication number: CN215733496U
Application number: CN202121737859.2U
Authority: CN
Inventors: 顾加春; 李虎; 苏亚萍; 高伟健; 蒋志友
Original assignee: Taizhou Anjpower Equipment Co ltd
Current assignee: Taizhou Anjpower Equipment Co ltd
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2031-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种基于SVG的智能电容无功补偿装置，属于电容无功补偿装置技术领域，解决了散热和温度控制的问题，其技术方案要点是FPGA模块和IGBT器件之间还设置有IGBT过流保护模块以及温控模拟组件，所述温控模拟组件包括发热模拟器、温度传感器、第一比较电路、以及散热电路，所述发热模拟器用于产生设定的温度，所述温度传感器连接于第一比较电路用于输入对发热模拟器造成的环境温度，第一比较电路在温度超过第一阈值时输出第一判断信号，散热电路连接于第一比较电路的输出端用于接收第一判断信号并启动散热风扇，达到了可靠控制温度，智能化和功能多样化的效果。

Description

基于SVG的智能电容无功补偿装置

技术领域

本实用新型涉及电容无功补偿装置领域，特别地，涉及一种基于SVG的智能电容无功补偿装置。

背景技术

目前，随着智能电网技术和电气设备的不断发展和应用。采用动态无功补偿（SVG）取代传统的电容器补偿则是一种较新的方案。其中，我们知道动态无功补偿（SVG）装置还会结合电容补偿组件一起配合使用，其中，对于态无功补偿（SVG）装置的电路结构中，输出端是连接在电网和负载之间的线路上，并且用于提供无功功率。对于态无功补偿（SVG）装置主要电路结构包括：电感组件、三相电源逆变器、驱动电路、PWM脉宽调制电路、FPGA模块，连接方式依次连接。另外，三相电源逆变器中一般会采用IGBT器件进行控制逆变，因此，IGBT器件受控工作不断动作，由此会产生高温。

我们发现上述的电路方案中，直接投入使用，则容易造成硬件电路工作环境不适应而出现硬件烧毁和故障。其中，上述硬件电路刚投入使用的时候，IGBT模块温度不高，电容补偿组件也刚开始工作，其温度也不高，但是随着工作时间的加长，此时，两个温度不断提高，并且相互叠加，从而需要散热器进行风力降温，如果散热器工作异常或无法使用，则容易造成整个硬件电路板由于高温而损坏，我们无法事先确保散热器降温工作正常，因此对此硬件改进提出来更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供一种基于SVG的智能电容无功补偿装置，具有工作环境高温模拟调试，提高工作可靠性的优势。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于SVG的智能电容无功补偿装置，包括连接于电网和负载之间的供电线路上的电容补偿组件和动态无功补偿组件，动态无功补偿组件包括依次连接的电感组件、三相电源逆变器、驱动电路、PWM脉宽调制电路、以及FPGA模块，所述三相电源逆变器中具有IGBT器件，所述FPGA模块和IGBT器件之间还设置有IGBT过流保护模块以及温控模拟组件，所述温控模拟组件包括发热模拟器、温度传感器、第一比较电路、以及散热电路，所述发热模拟器用于产生设定的温度，所述温度传感器连接于第一比较电路用于输入对发热模拟器造成的环境温度，第一比较电路在温度超过第一阈值时输出第一判断信号，散热电路连接于第一比较电路的输出端用于接收第一判断信号并启动散热风扇。

通过上述技术方案，IGBT过流保护模块可以在IGBT模块电流过大的时候切断电路，保护IGBT模块。而发热问题大部分是由IGBT模块以及电容补偿组件产生，我们可以在未接入电网或未正式运行之前，线利用发热模拟器进行温度模拟，将装置内温度控制在需要测试的环境下，此时温度传感器感应到温度，当工作正常的情况下，则第一比较电路会及时作出判断，此时散热电路获取到第一判断信号，启动散热分散进行降温，从而能够有效遏制温度上升，从而测试散热能力正常，使得定期检修和维护更加方便，提高工作安全性。这样我们就可以正式投入使用了。

优选的，所述发热模拟器为恒温电热板，所述恒温电热板通过立柱固定安装在IGBT器件安装的PCB板的背部。

通过上述技术方案，对于发热模拟器，采用恒温电热板，从而可以根据实际需要设定温度，另外考虑到安装的位置，能够可靠模拟局部温度，另外在室外环境低温的情况下，可以利用其进行温度补偿，从而改善工作的低温环境。当然如果室外高温，则没有必要启动发热模拟器进行温度补偿。

优选的，所述散热电路包括依次连接的三极管驱动电路、光耦隔离电路、以及MOS管驱动电路、以及风机，当温度传感器检测的温度大于第一阈值时风机启动工作。

通过上述技术方案，通过光耦隔离电路进行信号隔离，提高对风机控制的安全性。

优选的，所述温度传感器上还连接有高温保护电路，所述高温保护电路包括第二比较电路和继电器模块，第二比较电路的输入端连接温度传感器用于接收温度信号并在温度高于第二阈值时输出第二判断信号，继电器模块连接于第二比较电路用于在接收第二判断信号时常闭触点断开，所述继电器模块的常闭触点连接在总电源供电输出上。

通过上述技术方案，利用高温保护电路进行二重防护，当风机散热无法正常工作，以至于温度草果第二阈值，从而可以进行继电器模块的工作，直接切断总电源供电，以避免温度持续上升，从而保护电路板。

优选的，所述总电源的供电输出连接FPGA模块以及发热模拟器并为其提供电力。

通过上述技术方案，当总电源被切断后，发热模拟器和FPGA模块都直接被保护起来，不受电流过大而烧毁。

优选的，所述继电器模块上还设置有指示灯，指示灯并联在继电器上跟随继电器工作进行灯光提示。

通过上述技术方案，通过指示灯的亮灭能够直观的让使用者知道电路工作情况。

优选的，所述FPGA模块还连接温度传感器和无线通信模块，所述无线通信模块通过FPGA模块将温度传感器采集的温度数据远程发送。

通过上述技术方案，利用无线通信模块将温度数据进行发送和记录，从而能够有效监控工作环境温度情况。

优选的，所述温控模拟组件还连接有独立电源，所述独立电源提供电力给温度传感器、第一比较电路、以及散热电路。

通过上述技术方案，为了能够当温度传感器持续工作，不受高温影响，则通过独立电源，进一步提高电路可靠性。

相比于背景技术，本实用新型技术效果主要体现在以下方面：

1、电路工作可靠、稳定，能够在工作前模拟工作温度，从而提前试验设备温控情况，提高工作可靠性，也便于后期的检修和维护；

2、电路功能多样，更加智能化，能够有效监测环境温度，并及时进行温控防护。

附图说明

图1为实施例中电路模块方框图；

图2为实施例中温控模拟组件的电路原理示意图；

图3为实施例中PCB板剖面结构示意图。

附图标记：1、电网；2、负载；3、电容补偿组件；4、动态无功补偿组件；41、电感组件；42、三相电源逆变器；43、驱动电路；44、PWM脉宽调制电路；45、FPGA模块；46、IGBT过流保护模块；5、温控模拟组件；51、恒温电热板；52、温度传感器；53、第一比较电路；54、散热电路；541、三极管驱动电路；542、光耦隔离电路；543、MOS管驱动电路；544、风机；6、高温保护电路；61、第二比较电路；62、继电器模块；63、指示灯；7、总电源；8、无线通信模块；90、PCB板；91、IGBT模块；92、立柱。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

实施例：

一种基于SVG的智能电容无功补偿装置，参考图1所示，包括连接于电网1和负载2之间的供电线路上的电容补偿组件3和动态无功补偿组件4。动态无功补偿组件4包括依次连接的电感组件41、三相电源逆变器42、驱动电路43、PWM脉宽调制电路44、以及FPGA模块45。三相电源逆变器42中具有IGBT器件，FPGA模块45和IGBT器件之间还设置有IGBT过流保护模块46以及温控模拟组件5。

本方案的设计创新在于：温控模拟组件5包括发热模拟器、温度传感器52、第一比较电路53、以及散热电路54。参考图2所示，发热模拟器用于产生设定的温度。发热模拟器为恒温电热板51，恒温电热板51通过立柱92固定安装在IGBT器件安装的PCB板90的背部。参考图3所示，通过螺丝和立柱92的装配，将恒温电热板51固定在PCB板90的背面，并且留出一定的高度。元器件一般的工作温度在20-40摄氏度比较合适。对于IGBT器件，其工作温度会局部升高到65摄氏度，通过风机544可以降温。如果温度高于75摄氏度，则就异常了。

以下对于设定的第一阈值，第二阈值是举例来说，实际上可以根据需求调节设定。本实施例，举例说明一种实施方式。

参考图2所示，温度传感器52连接于第一比较电路53用于输入对发热模拟器造成的环境温度，第一比较电路53在温度超过第一阈值时输出第一判断信号，散热电路54连接于第一比较电路53的输出端用于接收第一判断信号并启动散热风扇。

具体的，散热电路54包括依次连接的三极管驱动电路541、光耦隔离电路542、以及MOS管驱动电路543、以及风机544，当温度传感器52检测的温度大于第一阈值时风机544启动工作。

第一比较电路53的同相端连接温度传感器52，反相端连接电位器Rp1，通过电位器Rp1可以调节输入的设定电压大小，电源Vcc提供基准电压供电，通过电位器Rp1输出的第一阈值可以作为温度的比较值。可以设定温度阈值为50摄氏度。三极管驱动电路541包括三极管T，电阻R10和电阻R11，电源Vcc连接三极管T的集电极，三极管T的基极连接比较器LM1的输出端，三极管T的发射极连接电阻R10和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地和连接光电耦合器U1的阴极，电阻R0的另一端连接光电耦合器U1的阳极。光耦隔离电路542则为采用来光电耦合器U1，其输出侧的阳极连接MOS管驱动电路543。MOS管驱动电路543包括MOS管Q1、电阻R11，电阻R11的另一端连接独立电源24V和MOS管Q1的漏极，光电耦合器U1的发射极连接MOS管Q1的栅极，MOS管的源极连接风机544，另外风机544的另一端接地。

工作过程：在装置投入使用之前，可以先启动恒温电热板51，从而将环境温度提高，温度传感器52感应到温度后，此时温度上升到55摄氏度，从而第一比较电路53输出高电平，使得三极管T导通，光电耦合器导通，然后风机544工作，进行降温，如果风机544降温无效或不工作，此时温度就会持续上升。可以直接关闭恒温电热板51，进行检修。

另外，当温度持续上升，可以通过下面的高温保护电路6进行二重保护。参考图2所示，温度传感器52上还连接有高温保护电路6，高温保护电路6包括第二比较电路61和继电器模块62，第二比较电路61的输入端连接温度传感器52用于接收温度信号并在温度高于第二阈值时输出第二判断信号，继电器模块62连接于第二比较电路61用于在接收第二判断信号时常闭触点断开，继电器模块62的常闭触点连接在总电源7供电输出上。第二比较器设定的第二阈值可以为65摄氏度，此时只要温度高于65设施度，此时继电器模块62工作，可以切断总电源7供电。总电源7的供电输出连接FPGA模块45以及发热模拟器并为其提供电力。继电器模块62的继电器线圈K控制两个继电器常闭触点K1-1和K1-2。

另外，继电器模块62上还设置有指示灯63，指示灯63并联在继电器上跟随继电器工作进行灯光提示。

作为附加的功能，还可以参考图1所示，FPGA模块45还连接温度传感器52和无线通信模块8，无线通信模块8通过FPGA模块45将温度传感器52采集的温度数据远程发送。

温控模拟组件5还连接有独立电源，独立电源提供电力给温度传感器52、第一比较电路53、以及散热电路54。独立电源供电的，如24V电源，Vcc电源等。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims

1.一种基于SVG的智能电容无功补偿装置，包括连接于电网(1)和负载(2)之间的供电线路上的电容补偿组件(3)和动态无功补偿组件(4)，动态无功补偿组件(4)包括依次连接的电感组件(41)、三相电源逆变器(42)、驱动电路(43)、PWM脉宽调制电路(44)、以及FPGA模块(45)，所述三相电源逆变器(42)中具有IGBT器件，其特征是：所述FPGA模块(45)和IGBT器件之间还设置有IGBT过流保护模块(46)以及温控模拟组件(5)，所述温控模拟组件(5)包括发热模拟器、温度传感器(52)、第一比较电路(53)、以及散热电路(54)，所述发热模拟器用于产生设定的温度，所述温度传感器(52)连接于第一比较电路(53)用于输入对发热模拟器造成的环境温度，第一比较电路(53)在温度超过第一阈值时输出第一判断信号，散热电路(54)连接于第一比较电路(53)的输出端用于接收第一判断信号并启动散热风扇。

2.根据权利要求1所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述发热模拟器为恒温电热板(51)，所述恒温电热板(51)通过立柱(92)固定安装在IGBT器件安装的PCB板(90)的背部。

3.根据权利要求1所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述散热电路(54)包括依次连接的三极管驱动电路(541)、光耦隔离电路(542)、以及MOS管驱动电路(543)、以及风机(544)，当温度传感器(52)检测的温度大于第一阈值时风机(544)启动工作。

4.根据权利要求1所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述温度传感器(52)上还连接有高温保护电路(6)，所述高温保护电路(6)包括第二比较电路(61)和继电器模块(62)，第二比较电路(61)的输入端连接温度传感器(52)用于接收温度信号并在温度高于第二阈值时输出第二判断信号，继电器模块(62)连接于第二比较电路(61)用于在接收第二判断信号时常闭触点断开，所述继电器模块(62)的常闭触点连接在总电源(7)供电输出上。

5.根据权利要求4所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述总电源(7)的供电输出连接FPGA模块(45)以及发热模拟器并为其提供电力。

6.根据权利要求4所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述继电器模块(62)上还设置有指示灯(63)，指示灯(63)并联在继电器上跟随继电器工作进行灯光提示。

7.根据权利要求1所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述FPGA模块(45)还连接温度传感器(52)和无线通信模块(8)，所述无线通信模块(8)通过FPGA模块(45)将温度传感器(52)采集的温度数据远程发送。

8.根据权利要求1所述的基于SVG的智能电容无功补偿装置，其特征是：所述温控模拟组件(5)还连接有独立电源，所述独立电源提供电力给温度传感器(52)、第一比较电路(53)、以及散热电路(54)。