專利名稱：可監(jiān)控磁控電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可監(jiān)控磁控電抗器，屬于電抗器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了滿足近年來(lái)遠(yuǎn)距離大容量輸送電能的要求，輸電電壓越來(lái)越高；電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，發(fā)電量持續(xù)增長(zhǎng)；由于我國(guó)能源與負(fù)荷分布的不均衡性，電網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率支撐問(wèn)題日顯突出，電能輸送能力受到限制。同時(shí)由于大容量單相負(fù)載和不平衡負(fù)載的大量使用，電網(wǎng)的三相不平衡問(wèn)題也日顯突出。為治理上述問(wèn)題，在電力系統(tǒng)中引入無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，磁控電抗器(MCR)是常用的一直，其在動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐、治理電網(wǎng)三相不平衡方面發(fā)揮了重要的作用。和有源設(shè)備相比，它在穩(wěn)定性和補(bǔ)償容量方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。其中，晶閘管的可靠觸發(fā)是整個(gè)裝置的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前常用的晶閘管觸發(fā)方式有電磁觸發(fā)方式、光電觸發(fā)方式與光觸發(fā)方式。傳統(tǒng)的電磁觸發(fā)方式無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控晶閘管的觸發(fā)狀態(tài)，對(duì)實(shí)際的觸發(fā)情況無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握，不便于實(shí)現(xiàn)觸發(fā)的準(zhǔn)確性及對(duì)晶閘管的保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可監(jiān)控磁控電抗器，該磁控電抗器可將晶閘管觸發(fā)狀態(tài)返回控制系統(tǒng)，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，且具有觸發(fā)精確、穩(wěn)定性好、功耗小。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種可監(jiān)控磁控電抗器，包括:所述磁控電抗器包括電抗器和用于控制電抗器投切角度的晶閘管；
·[0005]連接市電的電源模塊，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的電能，其包括變壓器和第I 二極管，所述變壓器將來(lái)自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第I二極管去除正半周獲得直流電壓；取能模塊，用于將來(lái)自電源模塊的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，所述取能模塊包括串聯(lián)的第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管，此第一穩(wěn)壓管將來(lái)自所述電源模塊的直流電壓轉(zhuǎn)化為12V電壓，所述第二穩(wěn)壓管將來(lái)自第一穩(wěn)壓管的12V電壓轉(zhuǎn)化為5V電壓，所述第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管的接點(diǎn)作為用于給第I三極管、第2 二極管供電的第一輸出端，第二穩(wěn)壓管與第一穩(wěn)壓管相背的一端作為用于給第3三極管、光電接口模塊供電的第二輸出端；光電接口模塊，其包括光接收電路單元和光發(fā)射電路單元，光接收電路單元用于將接來(lái)自控制器的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元用于將來(lái)自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器；連接到光電接口模塊的控制器，用于根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功量調(diào)整所述電抗器投切角度；連接到所述晶閘管門(mén)極的觸發(fā)模塊，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管門(mén)極的電流脈沖，其包括串聯(lián)的由第2三極管、第3三極管組成的前級(jí)放大電路和由第I三極管、第2 二極管和第3 二極管串聯(lián)組成的后級(jí)放大電路，所述第2三極管、第3三極管各自的基極分別經(jīng)第4電阻和第3電阻連接到所述取能模塊的第二輸出端，所述第2 二極管正極和第3 二極管正極的連接點(diǎn)連接到所述述晶閘管門(mén)極，來(lái)自光電接口模塊的同步電流信號(hào)通過(guò)第3 二極管基極驅(qū)動(dòng)其導(dǎo)通后依次驅(qū)動(dòng)第2三極管、第I三極管導(dǎo)通，從而通過(guò)第2二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)輸出用于控制電抗器投切角度的同步觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入晶閘管門(mén)級(jí)；觸發(fā)反饋模塊，用于采集所述晶閘管兩端的電壓和門(mén)極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)； 一保護(hù)觸發(fā)模塊位于所述觸發(fā)反饋模塊和晶閘管之間，根據(jù)來(lái)自觸發(fā)反饋模塊電壓狀態(tài)反饋信號(hào)調(diào)整所述晶閘管工作狀態(tài)。上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)方案如下:1.上述方案中，一第I電容與所述變壓器并聯(lián)，用于濾除交流干擾。2.上述方案中，所述第一輸出端與接地之間跨接有第2電容，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容。3.上述方案中，一由第I電阻和第I發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第2電容并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第3電容并聯(lián)。4.上述方案中，一用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管與第7電阻串聯(lián)后連接到第2 二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:本實(shí)用新型可監(jiān)控磁控電抗器，其通過(guò)采集晶閘管兩端的電壓和門(mén)極電壓進(jìn)行比較，若晶閘管兩端電壓大于其額定電壓，并且通過(guò)門(mén)極電壓判斷晶閘管未導(dǎo)通，此時(shí)，保護(hù)觸發(fā)電路將產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)， 強(qiáng)制晶閘管導(dǎo)通以保護(hù)晶閘管，防止其被過(guò)壓擊穿；其次，其位于電網(wǎng)高電位側(cè)，晶閘管門(mén)極和光電接口模塊設(shè)有觸發(fā)模塊，使用光纖完成信號(hào)傳輸與高低電位的隔離，無(wú)論在脈沖質(zhì)量還是隔離性能上都優(yōu)于電磁觸發(fā)方式的設(shè)備；再次，本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)能從設(shè)備一次側(cè)取得穩(wěn)定、紋波小的工作電源，在比較惡劣的電磁環(huán)境中，克服了主電路中的大電流、晶閘管的開(kāi)斷對(duì)電路造成的強(qiáng)電磁干擾，具有一定的抗干擾性能；再次，本實(shí)用新型磁控電抗器，其由第I電阻和第I發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第2電容并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第3電容并聯(lián)，用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管與第7電阻串聯(lián)后連接到第2 二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)；來(lái)實(shí)現(xiàn)晶閘管模塊的觸發(fā)，保證觸發(fā)準(zhǔn)確、及時(shí)和同步。

附圖1為實(shí)施本實(shí)用新型可監(jiān)控磁控電抗器結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為實(shí)施本實(shí)用新型電源模塊電路圖；附圖3為實(shí)施本實(shí)用新型取能模塊電路圖；附圖4為實(shí)施本實(shí)用新型觸發(fā)模塊電路圖。以上附圖中:1、電抗器；2、晶閘管；3、電源模塊；4、取能模塊；5、光電接口模塊；51、光接收電路單元；52、光發(fā)射電路單元；6、控制器；7、觸發(fā)模塊；8、觸發(fā)反饋模塊；9、保護(hù)觸發(fā)模塊。
具體實(shí)施方式
[0024]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:實(shí)施例:一種可監(jiān)控磁控電抗器，如附圖f 4所示，所述磁控電抗器包括電抗器I和用于控制電抗器I投切角度的晶閘管2 ；還包括:連接市電的電源模塊3，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的電能，其包括變壓器Tl和第I 二極管Dl，所述變壓器Tl將來(lái)自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第I 二極管Dl去除正半周獲得直流電壓，；取能模塊4，用于將來(lái)自電源模塊3的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，所述取能模塊4包括串聯(lián)的第一穩(wěn)壓管U1、第二穩(wěn)壓管U2，此第一穩(wěn)壓管Ul將來(lái)自所述電源模塊3的直流電壓轉(zhuǎn)化為12V電壓，所述第二穩(wěn)壓管U2將來(lái)自第一穩(wěn)壓管Ul的12V電壓轉(zhuǎn)化為5V電壓，所述第一穩(wěn)壓管Ul和第二穩(wěn)壓管U2的接點(diǎn)作為用于給第I三極管Q1、第2 二極管D2供電的第一輸出端，第二穩(wěn)壓管U2與第一穩(wěn)壓管Ul相背的一端作為用于給第3三極管Q3、光電接口模塊供電的第二輸出端；光電接口模塊5，其包括光接收電路單元51和光發(fā)射電路單元52，光接收電路單元51用于將接來(lái)自控制器6的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元52用于將來(lái)自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器6 ；連接到光電接口模塊5的控制器6，用于根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功量調(diào)整所述電抗器I投切角度；連接到所述晶閘管2門(mén)極的觸發(fā)模塊7，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管2門(mén)極的電流脈沖，其包括串聯(lián)的由第2三極管Q2、第3三極管Q3組成的前級(jí)放大電路和由第I三極管Q1、第2 二極管D2和第3 二極管D3串聯(lián)組成的后級(jí)放大電路，所述第2三極管Q2、第3三極管Q3各自的基極分別經(jīng)第4電阻R4和第3電阻R3連接到所述取能模塊4的第二輸出端，所述第2 二極管D2正極和第3 二極管D3正極的連接點(diǎn)連接到所述述晶閘管2門(mén)極，來(lái)自光電接口模塊 5的同步電流信號(hào)通過(guò)第3 二極管D3基極驅(qū)動(dòng)其導(dǎo)通后依次驅(qū)動(dòng)第2三極管Q2、第I三極管Ql導(dǎo)通，從而通過(guò)第2 二極管D2和第3 二極管D3的連接點(diǎn)輸出用于控制電抗器I投切角度的同步觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入晶閘管2門(mén)級(jí)；觸發(fā)反饋模塊8，用于采集所述晶閘管2兩端的電壓和門(mén)極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)。一保護(hù)觸發(fā)模塊9位于所述觸發(fā)反饋模塊8和晶閘管2之間，根據(jù)來(lái)自觸發(fā)反饋模塊8電壓狀態(tài)反饋信號(hào)調(diào)整所述晶閘管2工作狀態(tài)；一第I電容Cl與所述變壓器Tl并聯(lián)，用于濾除交流干擾。上述第一輸出端與接地之間跨接有第2電容C2，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容C3。一由第I電阻和第I發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)的支路與所述第2電容C2并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管LED2串聯(lián)的支路與所述第3電容C3并聯(lián)。一用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管LED3與第7電阻R7串聯(lián)后連接到第2 二極管D2和第3 二極管D3的連接點(diǎn)。本實(shí)施例電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置工作過(guò)程如下。采用先進(jìn)的可監(jiān)控的光電觸發(fā)方式。采用光電觸發(fā)并可實(shí)時(shí)監(jiān)控晶閘管開(kāi)通狀態(tài)，反饋回控制系統(tǒng)進(jìn)行更良好的監(jiān)控和保護(hù)。本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)主要有以下技術(shù)難點(diǎn):1.晶閘管觸發(fā)板為實(shí)現(xiàn)有效隔離需要從設(shè)備一次側(cè)取得工作電源；2.本實(shí)施例可實(shí)時(shí)監(jiān)控MCR閥組晶閘管的觸發(fā)狀態(tài)，并反饋回控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更加精確安全的觸發(fā)；3.保護(hù)觸發(fā)電路可在晶閘管未導(dǎo)通狀態(tài)承受過(guò)壓時(shí)，強(qiáng)制觸發(fā)其導(dǎo)通以保護(hù)晶閘管。所述適用磁控電抗器(MCR)型無(wú)功補(bǔ)償器的可監(jiān)控觸發(fā)板包括取能模塊、光電模塊、觸發(fā)模塊、觸發(fā)反饋電路和觸發(fā)保護(hù)電路。1.本實(shí)施例磁控電抗器MCR的可監(jiān)控觸發(fā)板在運(yùn)行中，取能模塊從高電位側(cè)取得系統(tǒng)工作所需工作電源；2.通過(guò)光電模塊的接收部分接收來(lái)自控制系統(tǒng)光纖通道的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)入觸發(fā)模塊中；同時(shí)觸發(fā)反饋電路送來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電模塊的光發(fā)射部分，將其轉(zhuǎn)化為光信號(hào)送回控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管觸發(fā)狀態(tài)的監(jiān)控；3.通過(guò)后續(xù)觸發(fā)模塊中的電路將弱脈沖信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為滿足觸發(fā)要求的電流脈沖，輸出到晶閘管的門(mén)級(jí)來(lái)觸發(fā)晶閘管閥組；4.保護(hù)觸發(fā)電路通過(guò)采集晶閘管兩端的電壓和門(mén)極電壓進(jìn)行比較，若晶閘管兩端電壓大于其額定電壓，并且通過(guò)門(mén)極電壓判斷晶閘管未導(dǎo)通，此時(shí)，保護(hù)觸發(fā)電路將產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，強(qiáng)制晶閘管導(dǎo)通以保護(hù)晶閘管，防止其被過(guò)壓擊穿；由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)施例的有益效果是:(1)電路板本身工作電流小，功耗低，對(duì)主電路工作基本無(wú)影響；(2)由于采用了保護(hù)觸發(fā)電路可保護(hù)晶閘管，防止其被過(guò)壓擊穿；(3)由于采用了光電觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)信號(hào)的同步性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性；(4)由于采用了觸發(fā)反饋電路，可將晶閘管觸發(fā)狀態(tài)返回控制系統(tǒng)，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)；
(5)成本低，硬件電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本 實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可監(jiān)控磁控電抗器，所述磁控電抗器包括電抗器(I)和用于控制電抗器(I)投切角度的晶閘管(2)，其特征在于: 還包括:連接市電的電源模塊(3)，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的電能，其包括變壓器和第I 二極管，所述變壓器將來(lái)自市電的電壓降壓后再經(jīng)所述第I二極管去除正半周獲得直流電壓7 ; 取能模塊(4)，用于將來(lái)自電源模塊(3)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，所述取能模塊(4)包括串聯(lián)的第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管，此第一穩(wěn)壓管將來(lái)自所述電源模塊(3)的直流電壓轉(zhuǎn)化為12V電壓，所述第二穩(wěn)壓管將來(lái)自第一穩(wěn)壓管的12V電壓轉(zhuǎn)化為5V電壓，所述第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管的接點(diǎn)作為用于給第I三極管、第2 二極管供電的第一輸出端，第二穩(wěn)壓管與第一穩(wěn)壓管相背的一端作為用于給第3三極管、光電接口模塊供電的第二輸出端； 光電接口模塊(5)，其包括光接收電路單元(51)和光發(fā)射電路單元(52),光接收電路單元(51)用于將接來(lái)自控制器(6)的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為同步電流信號(hào)；光發(fā)射電路單元(52)用于將來(lái)自觸發(fā)反饋模塊的電壓狀態(tài)反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸給所述控制器(6)； 連接到光電接口模塊(5 )的控制器(6 )，用于根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功量調(diào)整所述電抗器(I)投切角度； 連接到所述晶閘管(2)門(mén)極的觸發(fā)模塊(7)，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管(2)門(mén)極的電流脈沖，其包括串聯(lián)的由第2三極管、第3三極管組成的前級(jí)放大電路和由第I三極管、第2 二極管和第3 二極管串聯(lián)組成的后級(jí)放大電路，所述第2三極管、第3三極管各自的基極分別經(jīng)第4電阻和第3電阻連接到所述取能模塊(4)的第二輸出端，所述第2 二極管正極和第3 二極管正極的連接點(diǎn)連接到所述述晶閘管(2)門(mén)極，來(lái)自光電接口模塊(5)的同步電流信號(hào)通過(guò)第3 二極管基極驅(qū)動(dòng)其導(dǎo)通后依次驅(qū)動(dòng)第2三極管、第I三極管導(dǎo)通，從而通過(guò)第2 二極管和 第3 二極管的連接點(diǎn)輸出用于控制電抗器(I)投切角度的同步觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入晶閘管(2)門(mén)級(jí)； 觸發(fā)反饋模塊(8)，用于采集所述晶閘管(2)兩端的電壓和門(mén)極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)； 一保護(hù)觸發(fā)模塊(9)位于所述觸發(fā)反饋模塊(8)和晶閘管(2)之間，根據(jù)來(lái)自觸發(fā)反饋模塊(8)電壓狀態(tài)反饋信號(hào)調(diào)整所述晶閘管(2)工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控磁控電抗器，其特征在于:一第I電容與所述變壓器并聯(lián)，用于濾除交流干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控磁控電抗器，其特征在于:所述第一輸出端與接地之間跨接有第2電容，第二輸出端與接地之間跨接有第3電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控磁控電抗器，其特征在于:一由第I電阻和第I發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第2電容并聯(lián)，由第2電阻和第2發(fā)光二極管串聯(lián)的支路與所述第3電容并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控磁控電抗器，其特征在于:一用于指示觸發(fā)狀態(tài)的第3發(fā)光二極管與第7電阻串聯(lián)后連接到第2 二極管和第3 二極管的連接點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種可監(jiān)控磁控電抗器，包括電抗器、晶閘管；電源模塊；取能模塊；光電接口模塊，其包括光接收電路單元和光發(fā)射電路單元；連接到光電接口模塊的控制器；連接到所述晶閘管門(mén)極的觸發(fā)模塊，將同步電流信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)晶閘管門(mén)極的電流脈沖，其包括串聯(lián)的由第2三極管、第3三極管組成的前級(jí)放大電路和由第1三極管、第2二極管和第3二極管串聯(lián)組成的后級(jí)放大電路；觸發(fā)反饋模塊，用于采集所述晶閘管兩端的電壓和門(mén)極電壓從而生成電壓狀態(tài)反饋信號(hào)；一保護(hù)觸發(fā)模塊位于所述觸發(fā)反饋模塊和晶閘管之間。本實(shí)用新型可將晶閘管觸發(fā)狀態(tài)返回控制系統(tǒng)，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，且具有觸發(fā)精確、穩(wěn)定性好、功耗小。
文檔編號(hào)H03K17/72GK203103973SQ201320034520
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者李寧, 費(fèi)遠(yuǎn)鵬, 劉輝 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)園區(qū)和順電氣股份有限公司