一种用于无功补偿及滤波系统的光纤信号触发监测系统的制作方法

本实用新型涉及半导体领域，特别涉及一种用于无功补偿及滤波系统的光纤信号触发监测系统。

背景技术：

在目前的无功补偿及滤波系统中主要采用晶闸管进行滤波电容器组的投切，对于晶闸管的触发控制主要采用电磁脉冲变压器实现，这种方式虽然实现起来较为简单，但是由于电磁脉冲变压器具有抗干扰能力差以及绝缘性能低的缺点，在一些电能质量差、系统电压高的场合，电磁脉冲变压器容易受到干扰产生误触发信号，导致晶闸管误触发，进而造成晶闸管损坏，滤波电容器组误动作，引起电网较大的无功冲击。

另外对于晶闸管的状态监测多采用电信号传输，在中、高压系统，直接采用电信号传输晶闸管状态，不能满足系统的绝缘要求。

技术实现要素：

针对上述电磁脉冲变压器和电信号传输晶闸管状态的不足，本实用新型提供一种用于无功补偿及滤波系统的光纤信号触发监测系统，抗干扰能力强，绝缘耐压等级高。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于无功补偿及滤波系统的光纤信号触发监测系统，包括：光纤触发电路和光纤监测电路，光纤触发电路用于晶闸管触发，光纤监测电路进行晶闸管击穿状态监测、触发信号传输状态监测；

外部控制器光触发信号通过光纤传送到光纤触发电路，光纤触发电路包括光信号接收器和触发信号放大器，光信号先经过光信号接收器转变为电信号，再经过触发信号放大器将弱电信号转变为强电信号后触发晶闸管；

光纤监测电路包括状态监测电路和光信号发射器，状态监测电路对晶闸管两端电压进行监测，晶闸管击穿时，电压为零，状态监测电路将击穿状态编码为通讯信号传送给光信号发射器，光反馈信号通过光纤将状态信号传送给外部控制器。

可选地，触发信号输入到触发信号放大器后，依次经过触发信号识别电路、触发信号调制电路和信号驱动放大电路后，作为门极触发信号输出。

可选地，所述触发信号识别电路包括两级施密特反相触发器。

本实用新型的有益效果是：

（1）采用光纤传输晶闸管触发信号以及故障状态信号，该光纤系统适用于从380V低压系统到35000V高压系统，具有应用范围广的特点；另外采用光纤传输信号，不会受到电磁信号的干扰，光纤的铺设路径没有严格要求；

（2）光纤信号传输一致性好，在晶闸管串联回路触发时，需要多个晶闸管同步触发，要求触发信号之间具有很小的延迟，不像电信号传输容易受到线路长度以及杂散电容电感参数的影响，光信号从控制器发出到触发回路，信号之间具有很小的延迟，这对于晶闸管的工频触发周期来讲是完全可以满足要求的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的光纤触发电路的原理框图；

图2为本实用新型的光纤监测电路的原理框图；

图3为本实用新型的触发信号放大器的原理图；

图4为本实用新型的触发信号识别电路的原理图；

图5a为本实用新型的触发信号调制电路的原理图；

图5b为本实用新型的触发信号调制电路的脉冲信号调制波形示意图；

图6为本实用新型的状态监测电路的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的用于无功补偿及滤波系统的光纤信号触发监测系统包括光纤触发电路和光纤监测电路，光纤触发电路用于晶闸管触发，光纤监测电路进行晶闸管击穿状态监测、触发信号传输状态监测。

如图1所示，外部控制器产生光触发信号，通过光纤传送到光纤触发电路，光纤触发电路包括光信号接收器和触发信号放大器，光信号先经过光信号接收器转变为电信号，再经过触发信号放大器将弱电信号转变为强电信号后触发晶闸管。

如图2所示，光纤监测电路包括状态监测电路和光信号发射器，状态监测电路对晶闸管两端电压进行监测，晶闸管击穿时，电压为零，状态监测电路将击穿状态编码为通讯信号传送给光信号发射器，光反馈信号通过光纤将状态信号传送给控制器。

图3示出了触发信号放大器的原理图，所述触发信号放大器包括：触发信号识别电路、触发信号调制电路和信号驱动放大电路，触发信号输入到触发信号放大器后，依次经过触发信号识别电路、触发信号调制电路和信号驱动放大电路处理后，作为门极触发信号输出。

由于在干扰环境下，触发信号会叠加一部分干扰信号，所述触发信号识别电路用于将干扰信号滤除，避免晶闸管误触发；之后，触发信号调制电路用于对触发信号进行高频调制，将触发信号调制成高频信号；最后，通过信号驱动放大电路对弱信号进行放大，达到驱动晶闸管的功率等级。

图4示出了所述触发信号识别电路的一个具体实施例。如图4所示，所述触发信号识别电路包括两级施密特反相触发器，由于脉冲信号在线路传输过程中会受到外部干扰，脉冲信号会叠加干扰信号，施密特反相触发器可以对输入脉冲信号进行整形，确保输出的脉冲信号是比较理想的矩形脉冲信号。

图5a示出了触发信号调制电路的一个具体实施例，在图5中，初始状态A=0，B=1，则D=1，E=0,D点通过R为电容C按照指数规律充电，经过时间t1后，A=1,B=1，则D=0,E=1，此时电容C通过电阻R对D点放电，经过时间t2后，A=0，则D=1,E=0，脉冲信号调制波形如图5b所示。

图4和图5所示电路仅为示意性的，并不作为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员还可以选用其他结构的触发信号识别电路用于将干扰信号滤除，避免晶闸管误触发；本领域技术人员还可以选用其他结构的触发信号调制电路用于对触发信号进行高频调制，将触发信号调制成高频信号。

如图6所示，状态监测电路用于对晶闸管是否击穿状态、电源电压状态、脉冲信号状态进行监测，各状态信号实时传送到单片机里，单片机经过逻辑判断后将信息编码通过232接口发送给光信号发射器。

状态监测电路的单片机中的逻辑判断采用现有的已知判断程序，并不涉及对现有控制程序的改进。

本实用新型采用光纤传输晶闸管触发信号以及故障状态信号，该光纤系统适用于从380V低压系统到35000V高压系统，具有应用范围广的特点；另外采用光纤传输信号，不会受到电磁信号的干扰，光纤的铺设路径没有严格要求；而且，光纤信号传输一致性好，在晶闸管串联回路触发时，需要多个晶闸管同步触发，要求触发信号之间具有很小的延迟，不像电信号传输容易受到线路长度以及杂散电容电感参数的影响，光信号从控制器发出到触发回路，信号之间具有很小的延迟，这对于晶闸管的工频触发周期来讲是完全可以满足要求的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。