专利名称：晶闸管过零触发装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种晶闸管过零触发装置，主要用于电力系统晶闸管投切电容器(TSC)型动态无功补偿装置(SVC)，作为该装置晶闸管投切开关的触发控制。
背景技术：
电网中快速变化的谐波源除了产生谐波外，因系统无功不足，往往还引起供电电压的波动和闪变，有的还造成系统电压三相不平衡，严重影响电能质量。快速补偿无功和抑制谐波的技术措施就是在谐波源处并联装设静补装置(动态无功补偿装置SVC)，其中晶闸管投切电容器(TSC)动态无功补偿装置为动态无功补偿装置(SVC)技术方案之一。该技术方案以晶闸管作为投切开关，快速投切电容器或滤波器，以达到快速补偿系统无功和抑制谐波的目的。
目前该技术的应用中普遍存在以下问题(1)、因难以做到真正的晶闸管过零触发，造成电容器或滤波器投切时冲击电流大，对电网和电容器造成冲击；(2)、如电容器或滤波器回路谐波含量大，在一个周波中电流可能有多次过零，造成晶闸管不能可靠导通，导致滤波器产生谐波，加大系统谐波。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种使晶闸管真正在其二端电压过零时触发，使电容器或滤波器投入时无冲击，并且在电容器或滤波器回路投入后，即使在一个周波中电流出现多次过零，也能使晶闸管可靠导通的晶闸管过零触发装置。本实用新型实现了电容器或滤波器快速投切，同时克服了晶闸管长期运行的功耗问题和接触器投切容性或感性回路带来的操作过电流和过电压现象本实用新型的技术方案是一种晶闸管过零触发装置，由四大功能电路和电源组成。它还与外围设备动态无功补偿控制器、接触器和晶闸管相连接。四大功能电路为电压过零检测电路、触发锁定电路、晶闸管触发电路和延时电路。电源与四大功能电路电连接；晶闸管触发电路分别和触发锁定电路、电压过零检测电路及晶闸管电连接；延时电路分别和触发锁定电路、动态无功补偿控制器及接触器电连接；触发锁定电路和电压过零检测电路电连接；电压过零检测电路与晶闸管电连接。
本实用新型的晶闸管过零投切开关的触发控制过程如下在电压过零检测电路中，从二只反相并联的晶闸管TR1、TR2二端取样得到的电压，经比较器U8A和比较器U8B检测出此电压过零点，并且由此得到晶闸管二端电压过零脉冲输出信号Ug。上述电压过零脉冲信号Ug进入触发锁定电路后经比较器U8D和动态无功补偿控制器输出信号逻辑与后，经比较器U8C输出高电平，作为晶闸管触发控制信号UC。此高电平反馈至比较器U8D，使比较器U8D保持低电平，只要动态无功补偿控制器输出信号存在，比较器U8C输出将保持高电平，即锁定了晶闸管延时触发控制信号Uk1。在上述晶闸管触发电路中，经变压器、整流桥整流后的直流电作为晶闸管触发电路触发电源；晶闸管触发控制信号UC进入晶闸管触发电路，该控制信号UC经光电耦合器U2、U3隔离，使三极管Q2、Q1导通，三极管Q2、Q1的输出作为晶闸管TR1、TR2的触发控制信号Ug1、Ug2，此信号是与触发控制信号UC同步的、与交流电源和控制回路相隔离的直流电平。在上述延时电路中，由动态无功补偿控制器输出的触发控制信号Ug驱动延时电路的两只串联的光电耦合器U1、U4。两只串联的光电耦合器U1、U4和电阻电容组成两路延时电路，使晶闸管和交流接触器按设定时序投切，即投入时先投晶闸管再投交流接触器，切除时先切除交流接触器再切除晶闸管。
本实用新型的有益效果是实现了晶闸管真正在其二端电压过零时触发，使电容器(滤波器)投入时无冲击；晶闸管在电容器(滤波器)回路投入后，即使在一个周波中电流出现多次过零，也能使晶闸管可靠导通。本实用新型投切电容器(滤波器)采用晶闸管，保持电容器(滤波器)运行采用接触器，实现了电容器或滤波器都能快速投切，既解决了可控硅长期运行的功耗问题，又解决了接触器投切容性或感性回路带来的操作过电流和过电压现象。
图1是本实用新型的电路组成方框图。
图2是本实用新型电压过零检测电路的电路图。
图3是本实用新型触发锁定电路的电路图。
图4是本实用新型晶闸管触发电路的电路图。
图5是本实用新型延时电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示一种晶闸管过零触发装置，由四大功能电路和电源组成。它还与外围设备动态无功补偿控制器、接触器和晶闸管相连接。四大功能电路为电压过零检测电路、触发锁定电路、晶闸管触发电路和延时电路。电源与四大功能电路电连接。晶闸管触发电路分别和触发锁定电路、电压过零检测电路及晶闸管电连接。延时电路分别和触发锁定电路、动态无功补偿控制器及接触器电连接。触发锁定电路和电压过零检测电路电连接。电压过零检测电路与晶闸管电连接。
如图2所示所述的电压过零检测电路由两只二极管D1、D2，两只比较器U8A、U8B及电阻、电容组成。二只反相并联晶闸管TR1、TR2的两端K1、K2与由电阻R8、R9、C1、R10、R11、R28串、并联组成的分压电路相连接。上述分压电路的电阻R28的两端并联连接两只反相并联的二极管D1、D2。电阻R5、R30串联接于正电源VCC与公共地之间组成分压电路，其公共接点经电阻R33后接比较器U8B的第7脚。电阻R3、R29串联接于负电源VSS与公共地之间组成分压电路，其公共接点经电阻R32后接比较器U8A的第4脚。二极管D1、D2的一端串接电阻R14后分别与比较器U8A的第5脚及比较器U8B的第6脚相连接。比较器U8A的2脚和比较器U8B的1脚相接后经电阻R15与正电源VCC相接，2脚和1脚相接后的输出即为电压过零脉冲信号Ug。
如图3所示所述的触发锁定电路由两只反向器U8D、U8C，叁只二极管D3、D7、D9及电阻组成。反向器U8D的11脚串接电阻R20后接公共地。反向器U8D的10脚第一路经电阻R19接负电源VSS，第二路接电压过零检测电路输出的脉冲信号输出端Ug，第三路串接二极管D7、电阻R25后与反向器U8C的14脚相接。反向器U8D的13脚既经电阻R22接至正电源VCC又经二极管D9接至电阻R35和电阻R34的公共接点。电阻R35和电阻R34的公共接点经二极管D3后与延时电路的输出电压UK1相连接。该公共接点再经电阻R23后与反向器U8C的8脚相接。反向器U8C的9脚串接电阻R24后接公共地。电阻R7接于反向器U8C的14脚与正电源VCC之间。反向器U8C 14脚即为触发锁定电路的触发控制信号输出端UC，该端输出信号UC即为晶闸管触发电路的控制信号。
如图4所示所述的晶闸管触发电路由二只变压器T1、T2，两只整流桥B1、B2，两只三极管Q1、Q2，两只光电耦合器U2、U3及二极管、电容、电阻组成。220V交流电源分二路进入，其中一路经变压器T1、整流桥B2后接由电容E3、C4组成的滤波电路。滤波电路的一端既经电阻R5与光电耦合器U2相接又与三极管Q2的集电极相接，另一端既经电阻R1和发光二极管L1后与三极管Q2的发射极相接又与晶闸管TR1的K1相接。三极管Q2的发射极串接电阻R3后与晶闸管TR1的g1相接。三极管Q2的基极与光电耦合器U2相接。其中另一路经变压器T2、整流桥B1后接由电容E6、C5组成的滤波电路。滤波电路的一端既经电阻R6与光电耦合器U3相接又与三极管Q1的集电极相接，另一端既经电阻R2、发光二极管L2后与三极管Q1的发射极相接又与晶闸管TR2的K2相接。三极管Q1的发射极串接电阻R4后与晶闸管TR2的g2相接。三极管Q1的基极与光电耦合器U3相接。两只光电耦合器U2、U3的二极管串联连接。光电耦合器U3的二极管另一端与触发锁定电路的触发控制信号UC相接。
如图5所示所述的延时电路由两只光电耦合器U1、U4，两只反向器U7B、U7A，三极管Q4，继电器K1及电容、电阻组成。两只光电耦合器U1、U4的输入端串联连接后与动态无功补偿控制器触发控制信号UK相连接。光电耦合器U1的三极管集电极接电阻R2后接正电源VCC。三极管发射极接由电容C2和电阻R26并联组成的RC延时电路。RC延时电路串接电阻R12后与反向器U7B的输出6脚相接。反向器U7B的5脚接电阻R13后接公共地。反向器U7B的7脚经电阻R4接正电源VCC。反向器U7B的7脚即为延时触发信号UK1，与触发锁定电路相接。光电耦合器U4的三极管集电极一路经电阻R6接正电源VCC，另一路串接二极管D4后接由电容C3和电阻R27并联组成的RC延时电路。RC延时电路另一端串接电阻R17后接反向器U7A的2脚。反向器U7A的2、3脚之间接有二极管D12。反向器U7A的3脚接电阻R18后接公共地。反向器U7A的2脚接二极管D11后接公共地。电容C7跨接于反向器U7A的2脚与正电源VCC之间。反向器U7A 1脚经电阻R21接正电源VCC，同时接三极管Q4的基极。三极管Q4的集电极经电阻R31后与继电器K1相接。三极管Q4的发射极接公共地。继电器K1和电阻R31的两端跨联二极管D8。继电器K1输出常开接点和交流接触器KM相接。
权利要求1.一种晶闸管过零触发装置，它主要由四大功能电路和电源组成，它还与动态无功补偿控制器、接触器和晶闸管电连接，晶闸管触发电路与晶闸管电连接，延时电路分别与动态无功补偿控制器及接触器电连接，电压过零检测电路与晶闸管电连接，其特征在于电源分别与电压过零检测电路、触发锁定电路、晶闸管触发电路和延时电路电连接，晶闸管触发电路分别和触发锁定电路及电压过零检测电路电连接，延时电路和触发锁定电路电连接，触发锁定电路和电压过零检测电路电连接。
2.根据权利要求1所述的一种晶闸管过零触发装置，其特征在于所述的电压过零检测电路由两只二极管D1、D2，两只比较器U8A、U8B及电阻、电容组成，二只反相并联晶闸管TR1、TR2的两端K1、K2与由电阻R8、R9、C1、R10、R11、R28串、并联组成的分压电路相连接，上述分压电路的电阻R28的两端并联连接两只反相并联的二极管D1、D2，电阻R5、R30串联接于正电源VCC与公共地之间组成分压电路，其公共接点经电阻R33后接比较器U8B的第7脚，电阻R3、R29串联接于负电源VSS与公共地之间组成分压电路，其公共接点经电阻R32后接比较器U8A的第4脚，二极管D1、D2的一端串接电阻R14后分别与比较器U8A的第5脚及比较器U8B的第6脚相连接，比较器U8A的2脚和比较器U8B的1脚相接后经电阻R15与正电源VCC相接，2脚和1脚相接后的输出即为电压过零脉冲信号Ug。
3.根据权利要求1所述的一种晶闸管过零触发装置，其特征在于所述的触发锁定电路由两只反向器U8D、U8C，叁只二极管D3、D7、D9及电阻组成，反向器U8D的11脚串接电阻R20后接公共地，反向器U8D的10脚第一路经电阻R19接负电源VSS，第二路接电压过零检测电路输出的脉冲信号输出端Ug，第三路串接二极管D7、电阻R25后与反向器U8C的14脚相接，反向器U8D的13脚既经电阻R22接至正电源VCC又经二极管D9接至电阻R35和电阻R34的公共接点，电阻R35和电阻R34的公共接点经二极管D3后与延时电路的输出电压UK1相连接，该公共接点再经电阻R23后与反向器U8C的8脚相接，反向器U8C的9脚串接电阻R24后接公共地，电阻R7接于反向器U8C的14脚与正电源VCC之间，反向器U8C 14脚即为触发锁定电路的触发控制信号输出端UC，该端输出信号UC即为晶闸管触发电路的控制信号。
4.根据权利要求1所述的一种晶闸管过零触发装置，其特征在于所述的晶闸管触发电路由二只变压器T1、T2，两只整流桥B1、B2，两只三极管Q1、Q2，两只光电耦合器U2、U3及二极管、电容、电阻组成，220V交流电源分二路进入，其中一路经变压器T1、整流桥B2后接由电容E3、C4组成的滤波电路，滤波电路的一端既经电阻R5与光电耦合器U2相接又与三极管Q2的集电极相接，另一端既经电阻R1和发光二极管L1后与三极管Q2的发射极相接又与晶闸管TR1的K1相接，三极管Q2的发射极串接电阻R3后与晶闸管TR1的g1相接，三极管Q2的基极与光电耦合器U2相接，其中另一路经变压器T2、整流桥B1后接由电容E6、C5组成的滤波电路，滤波电路的一端既经电阻R6与光电耦合器U3相接又与三极管Q1的集电极相接，另一端既经电阻R2、发光二极管L2后与三极管Q1的发射极相接又与晶闸管TR2的K2相接，三极管Q1的发射极串接电阻R4后与晶闸管TR2的g2相接，三极管Q1的基极与光电耦合器U3相接，两只光电耦合器U2、U3的二极管串联连接，光电耦合器U3的二极管另一端与触发锁定电路的触发控制信号UC相接。
5.根据权利要求1所述的一种晶闸管过零触发装置，其特征在于所述的延时电路由两只光电耦合器U1、U4，两只反向器U7B、U7A，三极管Q4，继电器K1及电容、电阻组成，两只光电耦合器U1、U4的输入端串联连接后与动态无功补偿控制器触发控制信号UK相连接，光电耦合器U1的三极管集电极接电阻R2后接正电源VCC，三极管发射极接由电容C2和电阻R26并联组成的RC延时电路，RC延时电路串接电阻R12后与反向器U7B的输出6脚相接，反向器U7B的5脚接电阻R13后接公共地，反向器U7B的7脚经电阻R4接正电源VCC，反向器U7B的7脚即为延时触发信号UK1，与触发锁定电路相接，光电耦合器U4的三极管集电极一路经电阻R6接正电源VCC，另一路串接二极管D4后接由电容C3和电阻R27并联组成的RC延时电路，RC延时电路另一端串接电阻R17后接反向器U7A的2脚，反向器U7A的2、3脚之间接有二极管D12，反向器U7A的3脚接电阻R18后接公共地，反向器U7A的2脚接二极管D11后接公共地，电容C7跨接于反向器U7A的2脚与正电源VCC之间，反向器U7A1脚经电阻R21接正电源VCC，同时接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极经电阻R31后与继电器K1相接，三极管Q4的发射极接公共地，继电器K1和电阻R31的两端跨联二极管D8，继电器K1输出常开接点和交流接触器KM相接。
专利摘要本实用新型是一种晶闸管过零触发装置。电源与各电路电连接。晶闸管触发电路分别和触发锁定电路、电压过零检测电路及晶闸管电连接。延时电路分别和触发锁定电路、动态无功补偿控制器及接触器电连接。触发锁定电路和电压过零检测电路电连接。电压过零检测电路与晶闸管电连接。本实用新型实现了使晶闸管真正在其二端电压过零时触发，使电容器或滤波器投入时无冲击，即使在一个周波中电流出现多次过零晶闸管也能可靠导通。本实用新型还实现了电容器或滤波器快速投切，同时克服了晶闸管长期运行的功耗问题和接触器投切容性或感性回路带来的操作过电流和过电压现象。
文档编号H03K17/725GK2899235SQ20062007124
公开日2007年5月9日 申请日期2006年5月3日 优先权日2006年5月3日
发明者杨阿齐, 张波 申请人:溧阳市恒通电源系统有限公司