专利名称：光耦触发二路晶闸管开关控制三回路无功补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统无功补偿技术领域，具体说是一种光耦触 发二路晶闸管开关控制三回路的无功补偿器。
背景技术：
近年来，全世界科技界普遍关注着被称为世界性的两大问题，即能 源(节能、合理开发和应用)和环境(意识、改善和环境保护)。电力 工业是一个生产最佳能源产品(电力的生产、输送、分配、转换同时进 行)的大系统。如何符合用电负载需求进行有效的能量转换，确己成为 当今电力系统日益关注的焦点。而原有的传统的电能形态，在电能的合 理、经济使用上，受到了很大的约束和限制甚至浪费。目前城市和农村配网存在低功率因数和谐波污染问题。大量无功电 流在电网中的流动会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压 跌落严重。谐波污染则会使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信 系统和公用电网以外的设备带来危害。电网中的电力负荷，大部分属于感性负荷，电网在运行过程中需向 这些负荷设备提供相应的无功功率。如果在电网中安装并联电容器等无 功补偿设备，就可以由补偿设备提供感性负荷所消耗的无功功率。因此 无功功率补偿是一项投资少，收效快的降损节能措施。晶闸管这种电力电子开关作为动态无功补偿装置中最重要的器件之一，然而其成本占整个装置的20%以上。许多无功补偿装置仍采用的 是三回路电容投切方式，采用二回路晶闸管开关控制三回路电容投切方 式相对于三回路晶闸管开关控制三回路电容投切方式来说较好地节省 了成本。可靠地触发晶闸管的导通和关断是无功补偿的核心技术之一，目前国内外在晶闸管触发控制中主要使用的技术是基于脉冲变压器的触发 电路，其主要缺点为电路复杂、元器件多、成本高、功耗大、电路板面 积大、重量和体积较大。为了降低成本、减小体积，在三路晶闸管开关控制三回路电容投切 装置中有采用基于光耦触发电路的技术，但由于二路晶闸管开关控制三 回路电容投切的特殊性(主要是难以实现电容器实时投切)，目前还未 见光耦触发二路晶闸管开关控制三回路电容投切装置。发明内容本实用新型提供一种光耦触发二路晶闸管开关控制三回路的无功 补偿器，用以简化无功补偿装置的电路构成、降低控制成本、縮小体积。所述光耦触发二路晶闸管开关控制三回路无功补偿器，包括二回路 晶闸管8开关控制三回路的主电路，和晶闸管8控制电路，其特征是所述晶闸管8控制电路使用多个光耦3、 4作为触发信号产生核心元件， 光耦3、 4的输入侧与智能控制电路1的投切控制输出端10和使能输出 端9相连接，或通过逻辑电平转换电路与投切控制输出端10和使能输 出端9相连，光耦的输出端接晶闸管控制端7，或通过触发电平控制电 路5和阻容吸收电路6连接到晶闸管控制端7。从投切控制输出端10和使能输出端9输出的信号分别控制晶闸管8 正向导通和晶闸管8负向导通。本实用新型的优点是1、 电路简单、成本低、功耗小、占电路板面积小、重量和体积小， 工作可靠，应用广泛。特别适合于单台或多台用电设备进行无功补偿的 装置，补偿后功率因数X).98;2、 电容投切响应时间小于40毫秒；3、 电容器无需放电，可连续投切。
图1是二回路晶闸管开关控制三回路电容主电路电气原理图， 图2是一种光耦触发二路晶闸管开关控制三回路电容投切触发电路实施例图，图3是电容投入时电容器电流波形， 图4是晶闸管的触发电压波形， 图5是导通后晶闸管管压降。图中l一智能控制电路，2-—三极管，3、 4—光耦，5—触发电平 控制电路，6—阻容吸收电路，7—晶闸管控制端，8—晶闸管，9一使能 输出端，10—投切控制输出端。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明图1是二回路晶闸管开关 控制三回路电容主电路电原理图。整个电路使用两个双向双控晶闸管8 ，如何对晶闸管8的控制端进行实时有效的控制，其触发电路是实现正常 运行的关键之一。图2是光耦触发二路晶闸管开关控制三回路电容投切 触发电路的一个实施例。其显示的为光耦触发一路无(A相)晶闸管开关，另外一路(C相) 触发电路图与此相同。R3、 R4、 R22和R23为均压电阻，为了保证二 个光耦3、 4承受相同的电压值。如图2所示，电路的主要器件是耐高压输出光耦3、4，由于光耦3、 4还需承受很高的反向电压，为提高耐压能力，采用二个光耦3、 4串联 加均压电阻。基本原理及工作过程如下使能输出端9输出由智能控制电路1发出的使能信号，低电平有效。 以A相晶闸管开关为例(对于C相，触发与导通原理与此相同)，使 能输出端9输出低电平时，光耦4的输入侧符合导通逻辑，串联的二个 光耦4的输出端在+ 15V电源电压和AK1和AK2之间电压(晶闸管8 两极之间的电压)在正向过零共同作用下导通，则相对于AK2， AG2 为正电压，晶闸管8正向导通；投切控制输出端10输出控制信号，为高电平有效。以A相晶闸管 8开关为例(对于C相，触发与导通原理与此相同)投切控制输出端10 输出高电平时，三极管Ql集电极-发射极导通，串联的二个光耦3的输 入侧符合导通逻辑，在+ 15V电源电压和AK1和AK2之间电压(晶闸管8两极之间的电压)在负向过零共同作用下导通，则相对于AK1， AG1为正电压，晶闸管8负向导通。本实施例中光耦3、 4是由输入电平控制的输出为双向可控硅的器 件，实际电路中可有多种情况，或是光耦3、 4，或是输入侧的智能控制 电路l，或在光耦3、 4输出侧，带有检测交流信号过零的功能，并可在 过零时瞬间触发无功补偿器输出端发出到晶闸管控制端7的触发信号。 本补偿器结合智能控制电路l运用在对晶闸管开关实时控制的电路中起 到了非常好的效果，投切控制输出端10和使能输出端9的输出信号由 智能控制电路1产生。光耦3、 4由投切控制输出端10和使能输出端9 控制触发使能，投切控制输出端10和使能输出端9分别使能晶闸管8 正向导通的触发和晶闸管8负向导通的触发，无功补偿器输出端为晶闸 管控制端7触发信号，通过触发电平控制电路5和阻容吸收电路6连接 到晶闸管控制端7。从图3、 4、 5中可以看到测试结果，电容电流的投 切波形如图3所示，晶闸管的触发电压波形如图4，导通后晶闸管压降 波形如图5所示。
权利要求1.一种光耦触发二路晶闸管开关控制三回路无功补偿器，包括二回路晶闸管(8)开关控制三回路的主电路，和晶闸管(8)控制电路，其特征是所述晶闸管(8)控制电路使用多个光耦(3、4)作为触发信号产生核心元件，光耦(3、4)的输入侧与智能控制电路(1)的投切控制输出端(10)和使能输出端(9)相连接，或通过逻辑电平转换电路与投切控制输出端(10)和使能输出端(9)相连，光耦(3、4)的输出端接晶闸管控制端(7)，或通过触发电平控制电路(5)和阻容吸收电路(6)连接到晶闸管控制端(7)。
2. 根据权利要求1所述的光耦触发二路晶闸管开关控制三回路无 功补偿器，其特征是从投切控制输出端(10)和使能输出端(9)输 出的信号分别控制晶闸管(8)正向导通和晶闸管(8)负向导通。
专利摘要一种光耦触发二路晶闸管开关控制三回路无功补偿器，包括二回路晶闸管(8)开关控制三回路的主电路，和晶闸管(8)控制电路，所述晶闸管控制电路使用多个光耦(3、4)作为触发信号产生核心元件，光耦(3、4)的输入侧与智能控制电路(1)的投切控制输出端(10)和使能输出端(9)相连接，或通过逻辑电平转换电路与之相连，光耦的输出端接晶闸管控制端。本实用新型的优点是1.电路简单、成本低、功耗小、占电路板面积小、重量和体积小，工作可靠，应用广泛。特别适合于单台或多台用电设备进行无功补偿的装置，补偿后功率因数≥0.98；2.电容投切响应时间小于40毫秒；3.电容器无需放电，可连续投切。
文档编号H03K17/79GK201113448SQ20072008764
公开日2008年9月10日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者于华民, 周治国, 涂海华 申请人:于华民;周治国;涂海华