专利名称：无功功率动态补偿调节器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无功功率动态补偿调节器，特别涉及一种采用电力电子器件对并联电容器进行快速投切的无功功率动态补偿调节器，属于电气工程领域。
背景技术：
在电力工业中，常常需要进行无功补偿以保证电压稳定。目前国内使用的无功补偿装置多为使用电磁式交流接触器作投切开关的并联电容器。由于受到电容器承受涌流能力、放电时间、电容器分级、接触器操作频率、使用寿命等诸多因素的影响，存在许多不足之处1.无功补偿的精度差，容易造成欠补偿或过补偿，跟随性不强，不能跟踪波动性负荷和冲击性负荷而进行快速、频繁的投切，使用场合受到很大限制；2.不能控制电容器的合闸角和开断角，因此不能做到无涌流投入电容器，会不可避免地产生合闸过电流和开断过电压，容易烧损开关触头，影响电容器的使用寿命；3.运行噪音较大；4.不利于实现电网的自动化运行。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有静态无功补偿装置的不足，利用新型的电力电子器件取代传统的机械式开关对并联电容器进行投切控制，以实现无功补偿装置的快速动作、运行无噪音、无涌流、无过压。
为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案一种无功功率动态补偿调节器，包括晶闸管，光耦，补偿电容，其特征在于所述无功功率动态补偿调节器由输入控制电路，光电隔离电路，脉冲输出电路，两组反并联晶闸管模块，同步比较电路，脉冲发生电路，补偿电容及其放电回路组成；控制信号经输入控制电路输入，经光电隔离电路传递给脉冲输出电路，脉冲输出电路部分连接对三相电中的两相进行投切控制的两组反并联晶闸管模块；反并联晶闸管模块连接同步比较电路，经过脉冲发生器反馈到脉冲输出电路；所述反并联晶闸管模块一端连接三相电网，另一端连接补偿电容；所述补偿电容与放电回路并联。
本实用新型所述的无功功率动态补偿调节器安装、接线、维护简单方便，投切电容器无涌流、无过压，工作时无噪音，允许频繁动作，带缺相运行，而且补偿快速，便于控制，能满足电网自动化运行的需要。
图2为无功功率动态补偿调节器的框图。
图3为无功功率动态补偿调节器中触发电路的原理图。
图4为无功功率动态补偿调节器中控制电路的原理图。
图1为本无功功率动态补偿调节器的外接线路图。其中L1、L2、L3与三相电网相连，K、V端为控制信号接口，外接控制计算机，由计算机对无功功率调节器进行控制。下端的三个接口接△型接法的补偿电容。在电容的两端可以接上电灯以检验是否断相。
图2为无功功率动态补偿调节器的原理框图。外接的控制计算机经过输入控制端输入控制信号。为避免互相干扰，调节器自身的控制电路与输入控制端输入的控制信号之间采用光电隔离。控制电路中的脉冲输出电路部分接反并联晶闸管模块，对晶闸管的开断进行控制。反并联晶闸管模块接上同步比较电路和脉冲发生器，并反馈到脉冲输出电路中，以保证投切控制信号与触发信号的同步。反并联晶闸管模块一端接三相电网，另一端接补偿电容。补偿电容经过反并联晶闸管模块向电网发出或者吸收无功功率。补偿电容接放电回路，以便在从电网中切除时释放储存的电能。
图3为无功功率动态补偿调节器中触发电路的原理图。触发电路主要包括同步比较部分，脉冲发生部分和脉冲输出部分。△型接法的补偿电容C的3个接头中一个接头直接接入电网，另两个接头经过反并联晶闸管模块接入电网。这样，由触发电路对反并联的晶闸管模块进行触发，即可控制补偿电容的投放，以达到调节无功功率的目的。
在图3中，由晶闸管SCR1、SCR2组成的反并联晶闸管模块及其外围电路与由晶闸管SCR3、SCR4组成的反并联晶闸管模块及其外围电路是镜像对称的。因此，此处仅对由晶闸管SCR1、SCR2组成的反并联晶闸管模块及其外围电路作详细说明即可。SCR1和SCR2反向并联，一端接补偿电容，另一端接电网。SCR1的触发端经电阻R111和三极管T103与光耦U101的输出端相连，光耦U101采用NEC2501芯片，控制输入端接收控制信号，接地端接地，另一端与电容C101相接。SCR2的触发端经电阻R112和三极管T104与光耦U102的输出端相连，光耦U102的另一端与电容C102相接。三极管T101、T102的集电极端分别经过电阻R103、R104接信号VCC1和VCC2，而VCC1和VCC2为由电容C7和C8分别组成的两组变压器反馈式振荡电路(显示在图4中)发出的振荡信号。为保证容性无触点开关的导通与电源电压波形的严格同步，以避免产生涌流和过压，由晶闸管SCR1、SCR2，稳压管D101、D102、二极管D103、D104，电阻R101、R102，电容C100和补偿电容C组成一个取样同步比较电路。直接测量反并联晶闸管模块SCR1、SCR2两端的压差，通过稳压管D101、D102过零取样，通过三极管T101、T102，电容C101、C102放大产生脉冲，经过光耦U101、U102后，由三极管T103、T104触发反并联的晶闸管模块SCR1和SCR2。对于由晶闸管SCR3、SCR4组成的反并联晶闸管模块及其外围电路来说，触发和同步的原理是一样的，此处就不重复了。
图3中还显示了补偿电容器的放电电路。放电电路由串联的电阻和电感组成，并联在补偿电容C上。当补偿电容C投入电网时，电感T1、T2的铁芯感抗远远大于R1、R2的阻抗，因此对整个电路影响很小。当电容C从电网中切除时，直流放电压降主要落在电阻R1、R2上，因此放电速度很快。
图4所示的是控制电路的原理图。控制电路包括光电隔离部分和低压保护部分。由电容C7(C8、C4、C5)和相关变压器组成的变压器反馈式振荡电路也显示在图4中。电阻R16-R19、R21-R25，电容C13、C14、C15、C19，二极管D17、D18，稳压管ZD3、三极管Q9组成一个低压保护电路，保护内接的光耦。Q9的基极和电阻R23之间接有一个光耦U3，U3的控制输入端接收CN1处的控制信号，输出端经过限流电阻R3接光耦U101、U102、U103、U104的输入端。这样可由外接的计算机对光耦U101、U102、U103、U104的通断进行控制。由于控制电源电压信号不对反并联的晶闸管模块直接产生作用，所以安装起来就和安装普通接触器一样方便，不需要现场调试。
需要说明的是，本实用新型的特定实施方案已经对本实用新型进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种无功功率动态补偿调节器，包括晶闸管，光耦，补偿电容，其特征在于所述无功功率动态补偿调节器由输入控制电路，光电隔离电路，脉冲输出电路，两组反并联晶闸管模块，同步比较电路，脉冲发生电路，补偿电容及其放电回路组成；控制信号经输入控制电路输入，经光电隔离电路传递给脉冲输出电路，脉冲输出电路部分连接对三相电中的两相进行投切控制的两组反并联晶闸管模块；反并联晶闸管模块连接同步比较电路，经过脉冲发生器反馈到脉冲输出电路；所述反并联晶闸管模块一端连接三相电网，另一端连接补偿电容；所述补偿电容与放电回路并联。
2.如权利要求1所述的无功功率动态补偿调节器中，所述反并联晶闸管模块为反向并联的两个晶闸管。
3.如权利要求1所述的无功功率动态补偿调节器中，所述放电回路由电阻和电感串接而成。
4.如权利要求1所述的无功功率动态补偿调节器中，所述同步比较电路与所述反并联晶闸管模块两端连接，经过稳压管依次连接三极管、电容、光耦，经光耦后由三极管的发射极触发反并联晶闸管模块中的晶闸管。
5.如权利要求1所述的无功功率动态补偿调节器中，所述输入控制电路和光电隔离电路中由电阻、电容、二极管、稳压管、三极管串并联成一个低压保护电路，光耦接在其中的三极管基极与电阻之间；所述光耦的控制输入端接收外部控制信号，输出端经过限流电阻连接同步比较电路中光耦的输入端。
专利摘要一种无功功率动态补偿调节器，由输入控制电路，光电隔离电路，脉冲输出电路，两组反并联晶闸管模块，同步比较电路，脉冲发生电路，补偿电容及其放电回路组成。控制信号经输入控制电路输入，经光电隔离电路传递给脉冲输出电路，脉冲输出电路部分连接两组反并联晶闸管模块，反并联晶闸管模块一端连接三相电网，另一端连接补偿电容，对三相电中的两相进行投切控制。本调节器具有安装、接线、维护简单方便，投切电容器无涌流、无过压，工作时无噪音，允许频繁动作，带缺相运行等特点，补偿快速，便于控制，能满足电网自动化运行的需要。
文档编号H02J3/18GK2553555SQ0224054
公开日2003年5月28日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者余状好 申请人:余状好