專利名稱：主從分布式過零控制晶閘管閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬無功電力動補控制領(lǐng)域，涉及一種用于低壓電路無觸點開關(guān)的分布式過零控制裝置。
目前，我國市場上用于提高受電功率因數(shù)的該類裝置有許多種，在CN95223389.4中公開了一種柱上配電變壓器無功動補節(jié)電箱就是其中的一種，如

圖1所示，它有電子控制器2、晶閘管交流開關(guān)4、電流互感器1、刀熔開關(guān)3、電力電容器5，節(jié)電箱并聯(lián)在柱上變壓器的低壓一側(cè)。電流互感器1將負(fù)荷電流信號送至電子控制器2，電子控制器2對負(fù)荷電流信號進(jìn)行采樣、運算、判斷，在電源電壓為90°或270°時刻送出觸發(fā)脈沖給晶閘管交流開關(guān)4，使其導(dǎo)通；在刀熔開關(guān)3已預(yù)先接通的前提下，電力電容器5投入運行，向負(fù)載提供補償無功功率。這種無功動補節(jié)電箱，改進(jìn)了合閘時的涌流沖擊和分閘時的操作過電壓現(xiàn)象，并使動態(tài)補償速度有所提高。但是，它存在三個問題其一，電力電容器5的端電壓由于放電而下降時，不能保證接通電力電容器5時，不引入過渡過程；第二，等待時間較長，最大可為20ms，影響投切響應(yīng)速率；第三，不便進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。
本實用新型的目的是提供一種無過渡過程的主從分布式過零控制晶閘管閥，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，能自適應(yīng)尋找投入電容器的優(yōu)化時刻；能使等待時間縮短(最大只有6.7ms)；能按主從分布式布局安裝，且能實行遠(yuǎn)距離指令控制投切。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的主從分布式過零控制晶閘管閥，如圖2所示，包含控制器2、晶閘管閥4、電力電容器5、過零檢測控制模塊6?？刂破?的正、負(fù)輸出端分別與過零檢測控制模塊6的正、負(fù)輸入端相連，過零檢測控制模塊6的a、d兩端分別接晶閘管閥4的兩端，b、c兩端分別接晶閘管閥4的兩個控制極，晶閘管閥4的兩端再分別與電源E和電力電容器5首端相接，電力電容器5的末端接至電源的另一端。上述部件安裝在一種箱體或屏柜內(nèi)，形成具有獨立功能的整體。
本實用新型的工作原理如下控制器2發(fā)出投切控制指令后，將一直流信號送入過零檢測控制模塊6的輸入端，過零檢測控制模塊6通過a和d兩端輸入D點即電力電容器5的殘余電壓及電源E的電壓進(jìn)行檢測比較，當(dāng)兩路電壓差為零值時，過零檢測控制模塊6中的“與門”開啟，將投切指令信號通過b、c端送到晶閘管閥4的控制極，使晶閘管閥4導(dǎo)通，電力電容器5投入運行，向負(fù)載提供補償無功功率。圖2是投切單相電力電容器5的電原理結(jié)構(gòu)圖，本實用新型也可用于投切電感、電阻元件或阻性、感性和容性電力負(fù)載。
本實用新型的特點是由于在控制器2和晶閘管閥4之間加入一級過零檢測控制模塊6，在控制器2投切指令送至過零檢測控制模塊6的輸入端后，過零檢測控制模塊6就可自行檢測晶閘管閥4兩端的電壓差值，當(dāng)該差值為零時，即刻觸發(fā)晶閘閥4的控制極，使晶閘管閥4導(dǎo)通，不再需要控制器2去尋找90°或270°時刻的合閘角，可自行實施端電壓為零的投切工況，即具有自適應(yīng)的優(yōu)化投切控制能力，從而消除了投切的過渡過程和縮短了等待時間，提高了響應(yīng)速率；同時，由于引入過零檢測控制模塊6，對控制器2的要求也變得非常簡單，只需提供一個直流投切控制指令信號即可，其波形和上升速度等都無需嚴(yán)格限制。另外，也由于過零檢測控制模塊6具有自適應(yīng)控制晶閘管閥4的能力，可將過零檢測控制模塊6與晶閘管閥4安裝在一起，成分布式配置，用一臺控制器2同時控制多片過零檢測控制模塊6，實現(xiàn)主從分布式控制模式。
本實用新型的主從分布式過零控制晶閘管閥，實現(xiàn)了自適應(yīng)過零投切控制和主從分布式結(jié)構(gòu)，使電力電容器接通時的過渡過程消除，等待時間縮短，響應(yīng)速率提高，無功補償效果好對控制器2的性能要求不高，可以利用各種現(xiàn)有的控制器或已有自動控制裝置來代替，甚至用手動投切也能保證系統(tǒng)正常運行；另外過零檢測控制模塊6和控制器2的結(jié)構(gòu)都比較簡單，體積也較小，所用元、器件容易從市場上購到，價格也比較低廉。
本實用新型有四幅附圖，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的柱上配電變壓器無功動補節(jié)電箱的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型主從分布式過零控制晶閘管閥的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例I的電路原理示意圖；圖4是本實用新型實施例II的電路原理示意圖。
實施例I圖3是按本實用新型所述主從分布式過零晶閘管閥的具體方案的一種電路原理示意圖。圖中示出由1臺控制器2和n條投切支路組成；每條支路中都有過零檢測控制模塊6、晶閘管閥4、電力電容器5，各個投切支路統(tǒng)一由控制器2控制運行，是典型的主從分布式結(jié)構(gòu)。當(dāng)控制器2發(fā)出投切控制指令時，一個正的直流信號分別加到各個投切支路中的過零檢測控制模塊6的輸入端，各個過零檢測控制模塊6分別對相應(yīng)的晶閘管閥4的兩端的電壓差進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓差值為零時，自行對本支路晶閘管閥4的控制極發(fā)出觸發(fā)信號使之導(dǎo)通，各路的電力電容器5投入運行，向負(fù)載提供無功功率補償。支路數(shù)目n可分別為1、2、3、4，各條支路都是自行實施過零投切控制，并且由于過零檢測控制模塊6具有光電隔離作用，因而排除了相互間的干擾，使無觸發(fā)事故完全消除。
實施例II圖4是按本實用新型所述主從分布式過零控制晶閘管閥的具體方案的另一種電路原理示意圖。圖中示出由1臺控制器2、兩個過零檢測控制模塊6、兩個晶閘管閥4、一個三角型連接的三相式電力電容5組成，A、B、C為三相交流供電電源。
三相交流電源的A、C兩相分別與2個晶閘管閥4的一端相聯(lián)，2個晶閘管閥的另一端分別與電力電容器5的兩個端點相接，電力電容器5的另一個端點與電源的B相直接相聯(lián)；控制器2的正輸出端與兩個過零檢測控制模塊6的輸入正端相接，其負(fù)端均接地或接零；2個過零檢測控制模塊6的a、d端分別與2個晶閘管閥4的兩端相聯(lián)，b、c端分別與2個晶閘管閥4的兩個控制極相聯(lián)。
本實施例的工作原理和過程如下。過零檢測控制模塊6的輸入端要求輸入正投切控制指令，a、d兩端輸入E、D兩點電壓UE、UD并進(jìn)行比較，即檢測ΔU＝|UE-UD|＝K值，K值隨模塊型號的不同而不同，一般為幾伏，與電源電壓相比可近似為零；當(dāng)過零檢測控制模塊6的a、d兩端電壓差ΔU＜K，其正輸入端同時加有正的控制信號時，過零檢測控制模塊6輸出電路的“與門”打開，正的控制信號通過，由b、c端送出。所以，在控制器2發(fā)出投切控制指令的正信號加到兩個過零檢測控制模塊6的正輸入端后，當(dāng)過零檢測控制模塊6的a、d端測得的晶閘管閥4兩端的電壓UE、UD差ΔU＜K時，過零檢測控制模塊6的輸出“與門”開啟，將控制指令正信號通過b、c端送到晶閘管閥4的控制極，使其導(dǎo)通，兩組晶閘管閥4導(dǎo)通，A、C兩相被接通，B相也隨之導(dǎo)通，這樣，電力電容器5投入運行，向負(fù)載提供補償用的無功功率。電力電容器5的殘余電壓是可正可負(fù)的，在UE＞UD時，正向晶閘管導(dǎo)通，在UE＜UD時，反向晶閘管導(dǎo)通。
本實施例也是一種主從分布式過零控制晶管閥的電路，但是，它的支路數(shù)目n為2，即只有兩條投切支路。這種用兩套晶閘管閥控制三相式電力電容器5的投切，使電路結(jié)構(gòu)大為簡化，而且工位靠近，可將兩路的過零檢測控制模塊6、晶閘管閥4以及電力電容器5固定安裝在一個箱體中，使結(jié)構(gòu)簡單，體積縮小。由于過零控制晶閘管閥能夠?qū)崿F(xiàn)無過渡過程投切控制，使對三角型連接的三相式電力電容器的角外控制電路轉(zhuǎn)換過渡過程的沖擊最小，即可以實現(xiàn)平滑過渡，以保證電容電流波形的正弦性和整機的安全運行，也因而使這種新型投切控制方式得以實現(xiàn)，此外，這種控制模式還可使整機成本大大降低，比如電容器價格，三角型連接三相式400伏電容器要比三個單相星型連接電容器便宜60％。
權(quán)利要求1.一種主從分布式過零控制晶閘管閥，含有控制器(2)、過零檢測控制模塊(6)、晶閘管閥(4)、電力電容器(5)，均固定安裝在箱體或屏柜中，其特征在于在控制器(2)和晶閘管閥(4)之間加入一級過零檢測控制模塊(6)，控制器(2)輸出的正、負(fù)端分別與過零檢測控制模塊(6)輸入的正、負(fù)端相接，過零檢測控制模塊(6)的a、d端接晶閘管閥(4)的D、E端，過零檢測控制模塊(6)的b、c端接晶閘管閥(4)的控制極，晶閘管閥(4)的E端接電源，晶閘管閥(4)的D端接電力電容器(5)的首端，電力電容器(5)的末端接至電源的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，過零檢測控制模塊(6)是由光電隔離器件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，控制器(2)輸出給過零檢測控制模塊(6)的控制指令信號為直流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，固定安裝在箱體內(nèi)的過零檢測控制模塊(6)、晶閘管閥(4)、電力電容器(5)形成的具有獨立功能的整體可以進(jìn)行分布式的布局安裝，在控制器(2)統(tǒng)一控制下分別投切各支路，構(gòu)成主從分布式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，可用兩套由過零檢測控制模塊(6)、晶閘管閥(4)固定安裝成的箱體和一臺控制器(2)控制投切三相式電力電容器(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，電力電容器(5)可為電感、電阻元件或為阻性、容性或感性電力負(fù)載。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，兩套固定安裝用的箱體可合并組成一個箱體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從分布式過零控制晶閘管閥，其特征在于，控制器(2)可用現(xiàn)有控制器或用已有自動控制裝置進(jìn)行投切控制和直接手動投切。
專利摘要本實用新型公開了一種主從分布式過零控制晶閘管閥,它有控制器、過零檢測控制模塊、晶閘管閥、電力電容器,均固定安裝在一個箱體或屏柜內(nèi),形成獨立裝置。過零檢測控制模塊、晶閘管閥具有自適應(yīng)過零控制能力,并成分布式布局,由一個控制器統(tǒng)一控制投切,也可以用兩路晶閘管閥控制三相式三角型連接的電力電容器進(jìn)行投切。本實用新型簡化了控制器,并實現(xiàn)了無過渡過程的自適應(yīng)隨機投切控制。
文檔編號H02J3/18GK2396560SQ99249000
公開日2000年9月13日 申請日期1999年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月10日
發(fā)明者劉倬云 申請人:劉倬云