动态无功补偿投切调节器的制造方法
【专利摘要】一种动态无功补偿投切调节器，其包括控制芯片以及分别与其连接的电压转换模块、电压信号采样模块、控制信号输入模块、投切触发模块、散热模组、保护模块以及人机交互端；电压转换模块接入系统的三相交流电源中的两路电源，电压转换模块独立输出一个电源至控制芯片；电压信号采样模块与系统的三相交流电源连接，电压信号采样模块采样三相交流电源中两相的过零点及缺相信号并将采样的过零点及缺相信号传输至控制芯片；投切触发模块包括触发板以及两路反并联可控硅模块，其中每一路均由两个触发板串联连接在可控硅模块的两端，散热模组包括散热器、散热风扇以及温度采集模块，电压转换模块独立输出一个电源至散热风扇。
【专利说明】动态无功补偿投切调节器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及低压无功补偿领域，特别是指一种无功补偿电容投切专用的设 备，能对电容器有效、安全、快速的投切。
【背景技术】
[0002] 随着低碳节能观念深入各行各业，对电网进行有效、安全、快速的无功补偿的重要 性也日益突显。现有的电网无功功率补偿装置动态特性差、投切时间长、投切涌流大、可靠 性差且功能少，特别是那些瞬时、变化快速的、间断的对功率因素影响大的感性负载，缺乏 一种响应快速、安全的设备来实现动态、快速、无涌流、无过压的投切电容器。 实用新型内容
[0003] 本实用新型提供一种动态无功补偿投切调节器，其所要解决的主要技术问题在 于：现有的无功补偿装置动态特性差、响应速度慢、投切时间长、投切涌流大、可靠性差。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是提供一种动态无功补偿投切 调节器，其包括控制芯片以及分别与其连接的电压转换模块、电压信号采样模块、控制信号 输入模块、投切触发模块、散热模组、保护模块以及人机交互端；所述电压转换模块接入系 统的三相交流电源中的两路电源，所述电压转换模块独立输出一个电源至所述控制芯片； 所述电压信号采样模块与所述系统的三相交流电源连接，所述电压信号采样模块采样所述 三相交流电源中两相的过零点及缺相信号并将采样的所述三相交流电源中两相的过零点 及缺相信号传输至所述控制芯片；所述控制信号输入模块将三路控制信号输入所述控制芯 片；所述投切触发模块包括触发板以及两路反并联可控硅模块，其中每一路均由两个所述 触发板串联连接在可控硅模块的两端，所述触发板接收所述控制芯片发出的投切信号并根 据投切信号触发所述反并联可控硅模块；所述散热模组包括散热器、散热风扇以及温度采 集模块，所述电压转换模块独立输出一个电源至所述散热风扇，所述温度采集模块采集所 述散热器上的温度并将采集的温度信号传送至所述控制芯片，所述控制芯片根据接收自所 述温度采集模块的温度信号控制所述散热风扇工作；所述保护模块接收所述控制芯片发出 的缺相、过温信号，并且所述保护模块根据接收自所述控制芯片的缺相、过温信号控制所述 控制芯片切断主电路关断所述反并联可控硅模块；所述人机交互端为显示模块，所述控制 芯片将缺相、过温信号、运行信号以及投切信号传送至所述显示模块。
[0005] 优选于：所述控制芯片为STC12C5616AD芯片。
[0006] 优选于：所述电压转换模块独立输出一个5V的电源至所述控制芯片，所述电压转 换模块独立输出一个12V的电源至所述散热风扇。
[0007] 优选于：所述电压转换模块包括ICE3B0565芯片串联一个600v的M0S管。
[0008] 优选于：所述触发板为M0C3083芯片。
[0009] 优选于：所述反并联可控硅模块为SKKT-166/SE并联可控硅模块。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：提出了一种无功补偿电容投切专用 的设备，适用于电容器的投切；它具有响应速度快、动态地无过压、无涌流的投切电容器等 优点。控制芯片发出投入信号给光耦隔离可控硅过零驱动芯片来触发反并联可控硅模块， 以实现低压电力系统无功补偿中快速频繁无浪涌、无火花、无过压地投切电容器，改变了使 用可控硅投切电容器时，快速频繁投切时浪涌电流大的缺点。本实用新型的动态无功补偿 投切调节器支持多种触发方式，包括电平触发和脉冲触发。具有各种保护功能，当电网电压 出现异常，或者散热器的台面超过设定温度时，自动关断可控硅模块。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型的系统模块框图。
[0012] 图2为本实用新型的工作原理流程示意图。
【具体实施方式】
[0013] 以下将结合附图1至2以及较佳实施例对本实用新型提出的一种动态无功补偿投 切调节器作更为详细说明。
[0014] 如图1至2所示，本实用新型提供一种动态无功补偿投切调节器，其包括控制芯片 (STC12C5616AD) 1以及分别与其连接的电压转换模块2、电压信号采样模块3、控制信号输 入模块4、投切触发模块5、散热模组、保护模块6以及人机交互端7 ;所述电压转换模块2 接入系统的三相交流电源8 (380V，可错序）中的两路电源(如LI、L3两相)，所述电压转换 模块2独立输出一个5V的电源至所述控制芯片1 ;所述电压信号采样模块3与所述系统的 三相交流电源8连接，所述电压信号采样模块3采样所述三相交流电源8中两相(如：L1L2、 L3L2)的过零点及缺相信号并将采样的所述三相交流电源8中两相的过零点及缺相信号传 输至所述控制芯片1 ;所述控制信号输入模块4将三路控制信号通过光耦隔离输入所述控 制芯片1 ;所述投切触发模块5包括触发板（M0C3083)51以及两路反并联可控硅模块（由西 门康公司提供的SKKT-166/SE并联可控硅模块，额定电流160A，额定耐压1700V。符合380V 系统SOKvar电容器投切的工作情况)，其中每一路均由两个所述触发板51串联连接在可控 硅模块52的两端，所述触发板51接收所述控制芯片1发出的投切信号并根据投切信号触 发、驱动所述反并联可控硅模块；所述散热模组包括散热器9、散热风扇10以及温度采集模 块11，所述电压转换模块2独立输出一个12V的电源至所述散热风扇10,所述温度采集模 块11采集所述散热器9上的温度并将采集的温度信号传送至所述控制芯片1，所述控制芯 片1根据接收自所述温度采集模块11的温度信号控制所述散热风扇10工作，所述温度采 集模块11由热敏电阻采集散热器9的温度，经过AD转化为数字信号输入所述控制芯片1， 当温度达到预先设定的散热风扇10的启动温度时，所述控制芯片1驱动散热风扇10 ;所述 保护模块6接收所述控制芯片1发出的缺相、过温信号，并且所述保护模块6根据接收自所 述控制芯片1的缺相、过温信号控制所述控制芯片1切断主电路、关断所述反并联可控硅模 块，当所述温度采集模块11采集的温度达到设定的过温保护的时候，所述控制芯片1关断 主电路，关断所述反并联的可控硅模块的实现过温保护；所述人机交互端7为显示模块，所 述控制芯片1将缺相、过温信号、运行信号以及投切信号传送至所述显示模块由所述显示 模块来显示设备的运行状态。
[0015] 如图2所示，本实用新型的一种动态无功补偿投切调节器启动时，所述温度采集 模块11采集所述散热器9的温度，判断采样温度是否大于设定的启动温度，当大于设定的 启动温度则启动散热风扇10,并判断采样温度是否大于保护温度，当大于保护温度时则通 过所述人机交互端7显示报警信号并切除触发所述反并联可控硅模块的信号，返回重新采 样温度；当采样温度不大于保护动温度时，采样电压过零信号，并判断采样电压是否缺相， 当采样电压缺相则人机交互端7显示相应的报警信号并返回重新采样温度；当采样电压不 缺相，则由所述控制芯片1发出控制信号，当触发板接收到投入信号则向所述反并联可控 硅模块发出触发信号，然后回到重新采样温度；当触发板没有接收到投入信号则直接返回 采样温度；当采样温度小于设定的启动温度则停止风扇直接采样电压过零信号，然后如上 所述的判断采样电压是否缺相。
[0016] 较佳实施例：所述电压转换模块2包括英飞凌芯片（ICE3B0565)串联一个600v的 场效应管（M0S)，控制芯片1给M0S导通信号，所述电压转换模块2给所述散热风扇10提供 12V的电源。
[0017] 较佳实施例：所述电压信号米样模块3为两个光稱合器件，系统的三相交流电源8 通过磁珠高频滤波、电阻分压后，经两个所述光耦合器件采样三相交流电中两相的过零点， 电网的过零点信号通过74HC14D触发器调整过零点信号，作为电压信号输入控制芯片1。
[0018] 本实用新型中电压信号采样模块3、控制信号输入模块4都由光耦器件组成实现 采样信号和控制信号的隔离输入；温度信号采集模块11、保护模块6来实现过温保护和缺 相保护；人机交互端7来指示设备的运行、投切以及故障；散热模块保证可控硅在合适的温 度下工作；所有这些均可通过所述控制芯片1的协调工作来实现可控硅模块52的有效地、 过零触发。
[0019] 综合上所述，本实用新型的技术方案可以充分有效的完成上述实用新型目的，且 本实用新型的结构原理及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，而能达到预期的功 效及目的，且本实用新型的实施例也可以根据这些原理进行变换，因此，本实用新型包括一 切在申请专利范围中所提到范围内的所有替换内容。任何在本实用新型申请专利范围内所 作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。
【权利要求】
1. 一种动态无功补偿投切调节器，其特征在于：包括控制芯片以及分别与其连接的电 压转换模块、电压信号采样模块、控制信号输入模块、投切触发模块、散热模组、保护模块以 及人机交互端；所述电压转换模块接入系统的三相交流电源中的两路电源，所述电压转换 模块独立输出一个电源至所述控制芯片；所述电压信号采样模块与所述系统的三相交流电 源连接，所述电压信号采样模块采样所述三相交流电源中两相的过零点及缺相信号并将采 样的所述三相交流电源中两相的过零点及缺相信号传输至所述控制芯片；所述控制信号输 入模块将三路控制信号输入所述控制芯片；所述投切触发模块包括触发板以及两路反并联 可控硅模块，其中每一路均由两个所述触发板串联连接在可控硅模块的两端，所述触发板 接收所述控制芯片发出的投切信号并根据投切信号触发所述反并联可控硅模块；所述散 热模组包括散热器、散热风扇以及温度采集模块，所述电压转换模块独立输出一个电源至 所述散热风扇，所述温度采集模块采集所述散热器上的温度并将采集的温度信号传送至所 述控制芯片，所述控制芯片根据接收自所述温度采集模块的温度信号控制所述散热风扇工 作；所述保护模块接收所述控制芯片发出的缺相、过温信号，并且所述保护模块根据接收 自所述控制芯片的缺相、过温信号控制所述控制芯片切断主电路关断所述反并联可控硅模 块；所述人机交互端为显示模块，所述控制芯片将缺相、过温信号、运行信号以及投切信号 传送至所述显示模块。
2. 如权利要求1所述的一种动态无功补偿投切调节器，其特征在于：所述控制芯片为 STC12C5616AD 芯片。
3. 如权利要求2所述的一种动态无功补偿投切调节器，其特征在于：所述电压转换模 块独立输出一个5V的电源至所述控制芯片，所述电压转换模块独立输出一个12V的电源至 所述散热风扇。
4. 如权利要求3所述的一种动态无功补偿投切调节器，其特征在于：所述电压转换模 块包括ICE3B0565芯片串联一个600v的MOS管。
5. 如权利要求4所述的一种动态无功补偿投切调节器，其特征在于：所述触发板为 M0C3083 芯片。
6. 如权利要求5所述的一种动态无功补偿投切调节器，其特征在于：所述反并联可控 硅模块为SKKT-166/SE并联可控硅模块。
【文档编号】H02H3/253GK203850842SQ201420242299
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】吕韬, 黄小凡, 刘贤斌 申请人:深圳市三和电力科技有限公司