CN219893016U - 晶闸管投切开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及无功补偿技术领域，具体地说，涉及晶闸管投切开关，包括控制单元和开关单元。本实用新型中，控制器通过监控模块检测供电母线的电压、电流等信息，以及通过检测模块检测导通模块两端电压值后，通过输出模块控制导通模块导通工作，投切完成后由保持模块维持通断状态，导通模块只起到切换电路状态的作用，主要是由磁保持继电器的闭合长期维持电路，能够避免晶闸管投切开关长期导通导致的功耗问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及无功补偿技术领域，具体地说，涉及晶闸管投切开关。
背景技术
在工业企业供电系统中，绝大部分用电设备为感性负荷，这些设备在工作时不仅需要从电力系统吸收有功功率，还要吸收无功功率以产生正常所必须的交变磁场，故通过在电力系统中连入电容补偿柜，可以平衡感性负载，提高功率因数，以提升设备的利用率。
晶闸管投切开关作为电容补偿柜中的一种大功率开关型半导体器件，主要用来投切电力电容器，如CN106877348A中涉及一种晶闸管开关快速投切电路，适用于无功补偿领域，开关快速投切电路由晶闸管端电压的差分采样电路、晶闸管驱动脉冲信号发生电路、晶闸管驱动脉冲信号隔离放大电路构成，该触发电路在复杂工况下，能够准确、快速的将晶闸管触发，触发过程不产生电流涌流，稳定可靠，比传统的晶闸管触发电路性能有明显提高，但晶闸管投切开关运行时，存在发热量大、功耗大等问题，影响晶闸管投切开关的使用寿命。
为了降低晶闸管投切开关的功耗，确保晶闸管投切开关的使用寿命，提出低功耗的晶闸管投切开关。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供晶闸管投切开关，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供晶闸管投切开关，包括控制单元和开关单元，所述控制单元包括控制器、监控模块、检测模块和输出模块，所述开关单元包括导通模块和保持模块，所述监控模块连接所述控制器，所述控制器与所述检测模块双向连接，所述控制器连接所述输出模块和所述保持模块，所述检测模块、所述输出模块均连接所述导通模块，所述导通模块连接所述保持模块；
所述控制器根据所述监控模块采集到的母线数据，以及通过所述检测模块检测到的所述导通模块两端的电压值，通过所述输出模块控制所述导通模块的开断，并且所述控制器控制所述保持模块的开断。
作为本技术方案的进一步改进，所述监控模块包括电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和所述电流采样电路一端均接母线，所述电压采样电路和所述电流采样电路另一端均接所述控制器。
作为本技术方案的进一步改进，所述检测模块包括放大器U1，
所述放大器U1接电阻R1、R2，所述电阻R1接电容C1并接所述控制器，所述电容C1接地；
所述放大器U1的负极脚接所述电阻R2另一端，所述放大器U1的正极脚接电阻R3、R4，所述电阻R3接所述导通模块一端，所述电阻R4接所述导通模块另一端。
作为本技术方案的进一步改进，所述所述导通模块包括晶闸管Q1、Q2，
所述晶闸管Q1与所述晶闸管Q2反向并联形成投切支路，所述投切支路一端接电容C2并接所述电阻R3，所述电容C2接电阻R5，所述投切支路另一端接电感L1、所述电阻R5另一端并接所述电阻R4。
作为本技术方案的进一步改进，所述所述保持模块包括磁保持继电器以及一端与磁保持继电器连接的驱动电路，所述驱动电路另一端与所述控制器连接，所述磁保持继电器一端接所述电容C2，所述磁保持继电器另一端接所述电感L1。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
该晶闸管投切开关中，控制器通过监控模块检测供电母线的电压、电流等信息，以及通过检测模块检测导通模块两端电压值后，通过输出模块控制导通模块导通工作，投切完成后由保持模块维持通断状态，导通模块只起到切换电路状态的作用，主要是由磁保持继电器的闭合长期维持电路，能够避免晶闸管投切开关长期导通导致的功耗问题。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的检测模块电路图；
图3为本实用新型的导通模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
请参阅图1-图3所示，本实施例提供晶闸管投切开关，包括控制单元和开关单元，控制单元包括控制器、监控模块、检测模块和输出模块，开关单元包括导通模块和保持模块，监控模块连接控制器，控制器与检测模块双向连接，控制器连接输出模块和保持模块，检测模块、输出模块均连接导通模块，导通模块连接保持模块；
控制器根据监控模块采集到的母线数据，以及通过检测模块检测到的导通模块两端的电压值，通过输出模块控制导通模块的开断，并且控制器控制保持模块的开断。
原理：控制器通过监控模块检测供电母线的电压、电流等信息，以及通过检测模块检测导通模块两端电压值后，通过输出模块控制开关单元的投切，在投切过程中，导通模块导通工作，投切完成后由保持模块维持通断状态，实现在电压零点投入实现电容器无涌流并入配电网，在电流零点断开实现无电弧断开电容器。
为了便于对母线数据的监测，监控模块包括电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路一端均接母线，电压采样电路和电流采样电路另一端均接控制器，控制器通过电压采样电路和电流采样电路能够检测母线的电压、电流等信息，并根据检测到的供电母线的电压、功率因数情况相应控制开关单元的投切。
为了便于对导通模块的电压检测，检测模块包括放大器U1，
放大器U1接电阻R1、R2，电阻R1接电容C1并接控制器，电容C1接地；
放大器U1的负极脚接电阻R2另一端，放大器U1的正极脚接电阻R3、R4，电阻R3接导通模块一端，电阻R4接导通模块另一端。
本电路中，放大器U1为LMC6482，导通模块两端电压值通过放大器U1以及差分电路将电压按比例缩小至控制器ADC的采样范围，再通过ADC对电压进行采样。
为了便于电力电容器的投切，导通模块包括晶闸管Q1、Q2，
晶闸管Q1与晶闸管Q2反向并联形成投切支路，投切支路一端接电容C2并接电阻R3，电容C2接电阻R5，投切支路另一端接电感L1、电阻R5另一端并接电阻R4。
晶闸管Q1、Q2两端电压相等时导通，接入补偿电容器C2，实现电容C2的无冲击投入，在电流过零时，晶闸管Q1、Q2自动关断，从而不会产生过电压。
为了保持电路的通路状态，保持模块包括磁保持继电器以及一端与磁保持继电器连接的驱动电路，驱动电路另一端与控制器连接，磁保持继电器一端接电容C2，磁保持继电器另一端接电感L1。
在导通模块动作后，控制器通过驱动电路控制磁保持继电器的闭合或断开，通过采用磁保持继电器闭合的方式，能够避免导通模块晶闸管Q1、Q2长期导通产生的功耗问题
本实施例的晶闸管投切开关，在具体使用时，控制器通过监控模块检测供电母线的电压、电流等信息，以及通过检测模块检测导通模块两端电压值后，通过输出模块控制导通模块导通工作，投切完成后由保持模块维持通断状态，具体过程如下：
投入过程：先导通晶闸管Q1、Q2，再导通磁保持继电器，再关断晶闸管Q1、Q2；
断开过程: 同样先导通晶闸管Q1、Q2，再切开磁保持继电器，最后关断晶闸管Q1、Q2，从而实现在电压零点投入实现电容器无涌流并入配电网，在电流零点断开实现无电弧断开电容器，导通模块只起到切换电路状态的作用，主要是由磁保持继电器的闭合长期维持电路，能够避免晶闸管投切开关长期导通导致的功耗问题。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.晶闸管投切开关，其特征在于：包括控制单元和开关单元，所述控制单元包括控制器、监控模块、检测模块和输出模块，所述开关单元包括导通模块和保持模块，所述监控模块连接所述控制器，所述控制器与所述检测模块双向连接，所述控制器连接所述输出模块和所述保持模块，所述检测模块、所述输出模块均连接所述导通模块，所述导通模块连接所述保持模块；
所述控制器根据所述监控模块采集到的母线数据，以及通过所述检测模块检测到的所述导通模块两端的电压值，通过所述输出模块控制所述导通模块的开断，并且所述控制器控制所述保持模块的开断。
2.根据权利要求1所述的晶闸管投切开关，其特征在于：所述监控模块包括电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和所述电流采样电路一端均接母线，所述电压采样电路和所述电流采样电路另一端均接所述控制器。
3.根据权利要求1所述的晶闸管投切开关，其特征在于：所述检测模块包括放大器U1，
所述放大器U1接电阻R1、R2，所述电阻R1接电容C1并接所述控制器，所述电容C1接地；
所述放大器U1的负极脚接所述电阻R2另一端，所述放大器U1的正极脚接电阻R3、R4，所述电阻R3接所述导通模块一端，所述电阻R4接所述导通模块另一端。
4.根据权利要求3所述的晶闸管投切开关，其特征在于：所述导通模块包括晶闸管Q1、Q2，
所述晶闸管Q1与所述晶闸管Q2反向并联形成投切支路，所述投切支路一端接电容C2并接所述电阻R3，所述电容C2接电阻R5，所述投切支路另一端接电感L1、所述电阻R5另一端并接所述电阻R4。
5.根据权利要求4所述的晶闸管投切开关，其特征在于：所述保持模块包括磁保持继电器以及一端与磁保持继电器连接的驱动电路，所述驱动电路另一端与所述控制器连接，所述磁保持继电器一端接所述电容C2，所述磁保持继电器另一端接所述电感L1。
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