CN2396560Y

CN2396560Y - 主从分布式过零控制晶闸管阀

Info

Publication number: CN2396560Y
Application number: CN 99249000
Authority: CN
Inventors: 刘倬云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-10
Filing date: 1999-10-10
Publication date: 2000-09-13
Anticipated expiration: 2009-10-10

Abstract

本实用新型公开了一种主从分布式过零控制晶闸管阀,它有控制器、过零检测控制模块、晶闸管阀、电力电容器,均固定安装在一个箱体或屏柜内,形成独立装置。过零检测控制模块、晶闸管阀具有自适应过零控制能力,并成分布式布局,由一个控制器统一控制投切,也可以用两路晶闸管阀控制三相式三角型连接的电力电容器进行投切。本实用新型简化了控制器,并实现了无过渡过程的自适应随机投切控制。

Description

主从分布式过零控制晶闸管阀

本实用新型属无功电力动补控制领域，涉及一种用于低压电路无触点开关的分布式过零控制装置。

目前，我国市场上用于提高受电功率因数的该类装置有许多种，在CN95223389.4中公开了一种柱上配电变压器无功动补节电箱就是其中的一种，如图1所示，它有电子控制器2、晶闸管交流开关4、电流互感器1、刀熔开关3、电力电容器5，节电箱并联在柱上变压器的低压一侧。电流互感器1将负荷电流信号送至电子控制器2，电子控制器2对负荷电流信号进行采样、运算、判断，在电源电压为90°或270°时刻送出触发脉冲给晶闸管交流开关4，使其导通；在刀熔开关3已预先接通的前提下，电力电容器5投入运行，向负载提供补偿无功功率。这种无功动补节电箱，改进了合闸时的涌流冲击和分闸时的操作过电压现象，并使动态补偿速度有所提高。但是，它存在三个问题：其一，电力电容器5的端电压由于放电而下降时，不能保证接通电力电容器5时，不引入过渡过程；第二，等待时间较长，最大可为20ms，影响投切响应速率；第三，不便进行远距离控制。

本实用新型的目的是提供一种无过渡过程的主从分布式过零控制晶闸管阀，它与现有技术相比，能自适应寻找投入电容器的优化时刻；能使等待时间缩短(最大只有6.7ms)；能按主从分布式布局安装，且能实行远距离指令控制投切。

为实现上述目的，本实用新型的主从分布式过零控制晶闸管阀，如图2所示，包含控制器2、晶闸管阀4、电力电容器5、过零检测控制模块6。控制器2的正、负输出端分别与过零检测控制模块6的正、负输入端相连，过零检测控制模块6的a、d两端分别接晶闸管阀4的两端，b、c两端分别接晶闸管阀4的两个控制极，晶闸管阀4的两端再分别与电源E和电力电容器5首端相接，电力电容器5的末端接至电源的另一端。上述部件安装在一种箱体或屏柜内，形成具有独立功能的整体。

本实用新型的工作原理如下：控制器2发出投切控制指令后，将一直流信号送入过零检测控制模块6的输入端，过零检测控制模块6通过a和d两端输入D点即电力电容器5的残余电压及电源E的电压进行检测比较，当两路电压差为零值时，过零检测控制模块6中的“与门”开启，将投切指令信号通过b、c端送到晶闸管阀4的控制极，使晶闸管阀4导通，电力电容器5投入运行，向负载提供补偿无功功率。图2是投切单相电力电容器5的电原理结构图，本实用新型也可用于投切电感、电阻元件或阻性、感性和容性电力负载。

本实用新型的特点是：由于在控制器2和晶闸管阀4之间加入一级过零检测控制模块6，在控制器2投切指令送至过零检测控制模块6的输入端后，过零检测控制模块6就可自行检测晶闸管阀4两端的电压差值，当该差值为零时，即刻触发晶闸阀4的控制极，使晶闸管阀4导通，不再需要控制器2去寻找90°或270°时刻的合闸角，可自行实施端电压为零的投切工况，即具有自适应的优化投切控制能力，从而消除了投切的过渡过程和缩短了等待时间，提高了响应速率；同时，由于引入过零检测控制模块6，对控制器2的要求也变得非常简单，只需提供一个直流投切控制指令信号即可，其波形和上升速度等都无需严格限制。另外，也由于过零检测控制模块6具有自适应控制晶闸管阀4的能力，可将过零检测控制模块6与晶闸管阀4安装在一起，成分布式配置，用一台控制器2同时控制多片过零检测控制模块6，实现主从分布式控制模式。

本实用新型的主从分布式过零控制晶闸管阀，实现了自适应过零投切控制和主从分布式结构，使电力电容器接通时的过渡过程消除，等待时间缩短，响应速率提高，无功补偿效果好：对控制器2的性能要求不高，可以利用各种现有的控制器或已有自动控制装置来代替，甚至用手动投切也能保证系统正常运行；另外过零检测控制模块6和控制器2的结构都比较简单，体积也较小，所用元、器件容易从市场上购到，价格也比较低廉。

本实用新型有四幅附图，其中：

图1是现有技术的柱上配电变压器无功动补节电箱的原理结构示意图；

图2是本实用新型主从分布式过零控制晶闸管阀的原理结构示意图；

图3是本实用新型实施例I的电路原理示意图；

图4是本实用新型实施例II的电路原理示意图。

实施例I：

图3是按本实用新型所述主从分布式过零晶闸管阀的具体方案的一种电路原理示意图。图中示出由1台控制器2和n条投切支路组成；每条支路中都有过零检测控制模块6、晶闸管阀4、电力电容器5，各个投切支路统一由控制器2控制运行，是典型的主从分布式结构。当控制器2发出投切控制指令时，一个正的直流信号分别加到各个投切支路中的过零检测控制模块6的输入端，各个过零检测控制模块6分别对相应的晶闸管阀4的两端的电压差进行检测，当电压差值为零时，自行对本支路晶闸管阀4的控制极发出触发信号使之导通，各路的电力电容器5投入运行，向负载提供无功功率补偿。支路数目n可分别为1、2、3、4，各条支路都是自行实施过零投切控制，并且由于过零检测控制模块6具有光电隔离作用，因而排除了相互间的干扰，使无触发事故完全消除。

实施例II：

图4是按本实用新型所述主从分布式过零控制晶闸管阀的具体方案的另一种电路原理示意图。图中示出由1台控制器2、两个过零检测控制模块6、两个晶闸管阀4、一个三角型连接的三相式电力电容5组成，A、B、C为三相交流供电电源。

三相交流电源的A、C两相分别与2个晶闸管阀4的一端相联，2个晶闸管阀的另一端分别与电力电容器5的两个端点相接，电力电容器5的另一个端点与电源的B相直接相联；控制器2的正输出端与两个过零检测控制模块6的输入正端相接，其负端均接地或接零；2个过零检测控制模块6的a、d端分别与2个晶闸管阀4的两端相联，b、c端分别与2个晶闸管阀4的两个控制极相联。

本实施例的工作原理和过程如下。过零检测控制模块6的输入端要求输入正投切控制指令，a、d两端输入E、D两点电压U_E、U_D并进行比较，即检测ΔU＝|U_E-U_D|＝K值，K值随模块型号的不同而不同，一般为几伏，与电源电压相比可近似为零；当过零检测控制模块6的a、d两端电压差ΔU＜K，其正输入端同时加有正的控制信号时，过零检测控制模块6输出电路的“与门”打开，正的控制信号通过，由b、c端送出。所以，在控制器2发出投切控制指令的正信号加到两个过零检测控制模块6的正输入端后，当过零检测控制模块6的a、d端测得的晶闸管阀4两端的电压U_E、U_D差ΔU＜K时，过零检测控制模块6的输出“与门”开启，将控制指令正信号通过b、c端送到晶闸管阀4的控制极，使其导通，两组晶闸管阀4导通，A、C两相被接通，B相也随之导通，这样，电力电容器5投入运行，向负载提供补偿用的无功功率。电力电容器5的残余电压是可正可负的，在U_E＞U_D时，正向晶闸管导通，在U_E＜U_D时，反向晶闸管导通。

本实施例也是一种主从分布式过零控制晶管阀的电路，但是，它的支路数目n为2，即只有两条投切支路。这种用两套晶闸管阀控制三相式电力电容器5的投切，使电路结构大为简化，而且工位靠近，可将两路的过零检测控制模块6、晶闸管阀4以及电力电容器5固定安装在一个箱体中，使结构简单，体积缩小。由于过零控制晶闸管阀能够实现无过渡过程投切控制，使对三角型连接的三相式电力电容器的角外控制电路转换过渡过程的冲击最小，即可以实现平滑过渡，以保证电容电流波形的正弦性和整机的安全运行，也因而使这种新型投切控制方式得以实现，此外，这种控制模式还可使整机成本大大降低，比如电容器价格，三角型连接三相式400伏电容器要比三个单相星型连接电容器便宜60％。

Claims

1.一种主从分布式过零控制晶闸管阀，含有控制器(2)、过零检测控制模块(6)、晶闸管阀(4)、电力电容器(5)，均固定安装在箱体或屏柜中，其特征在于：在控制器(2)和晶闸管阀(4)之间加入一级过零检测控制模块(6)，控制器(2)输出的正、负端分别与过零检测控制模块(6)输入的正、负端相接，过零检测控制模块(6)的a、d端接晶闸管阀(4)的D、E端，过零检测控制模块(6)的b、c端接晶闸管阀(4)的控制极，晶闸管阀(4)的E端接电源，晶闸管阀(4)的D端接电力电容器(5)的首端，电力电容器(5)的末端接至电源的另一端。

2.根据权利要求1所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，过零检测控制模块(6)是由光电隔离器件组成。

3.根据权利要求1或2所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，控制器(2)输出给过零检测控制模块(6)的控制指令信号为直流信号。

4.根据权利要求1或2所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，固定安装在箱体内的过零检测控制模块(6)、晶闸管阀(4)、电力电容器(5)形成的具有独立功能的整体可以进行分布式的布局安装，在控制器(2)统一控制下分别投切各支路，构成主从分布式结构。

5.根据权利要求4所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，可用两套由过零检测控制模块(6)、晶闸管阀(4)固定安装成的箱体和一台控制器(2)控制投切三相式电力电容器(5)。

6.根据权利要求1或5所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，电力电容器(5)可为电感、电阻元件或为阻性、容性或感性电力负载。

7.根据权利要求5所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，两套固定安装用的箱体可合并组成一个箱体。

8.根据权利要求1所述的主从分布式过零控制晶闸管阀，其特征在于，控制器(2)可用现有控制器或用已有自动控制装置进行投切控制和直接手动投切。