[发明专利]电网无功补偿智能逻辑控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力输配电系统无功补偿、谐滤治理的电网无功补偿智能逻辑控制装置。

背景技术

随着经济的快速发展，在工矿、农村、学校、医院、铁路、机场及居民小区的供配电系统中，大量感性负载及谐滤注入电网导致负荷波动频繁，电流电压畸变率高，使得快速跟踪实时无功功率补偿及谐波治理的问题日益突出，传统的静态无功补偿已无法满足需求。因为，1、采用切换电容器接触器作为投切电容器开关，在投入瞬时的涌流较大，为电容器额定电流In的数十倍，大大超过电容器正常连续运行允许的过电流及接触器主触头的承载能力，导致电容器和接触器的损坏；2、利用接触器分断切除电容器时，触头间有电弧产生，弧光的作用使接触器动静触头不能完全分开，电网电压与电容器端电压容易叠加，产生的过电压会将电容器极板的耐压薄弱点击穿，造成电容器无法储存电能；也会造成接触器主电路相间击穿的故障；3、接触器式的电容器切换装置不能补偿变动快的负荷、冲击性负荷及三相不平衡负荷；4、采用可编程单片机实现过零采样、驱动控制，容易受外界干扰，程序易丢失导致导读程序不完整，控制不稳定，易出现误投或拒绝工作等故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种响应速度快、过零触发稳定可靠、能够实现动态实时补偿的电网无功补偿智能逻辑控制装置。

本发明的电网无功补偿智能逻辑控制装置包括有：可检测电网电流和电压畸变并在需要进行无功补偿输出补偿控制信号电压的补偿控制信号模块、可控制电网无功补偿系统中的补偿电容器投入或切出的晶闸管模块、可采集电网电压信号的电网电压取样模块、可采集电容器两端电压信号的电容器两端电压取样模块；所述晶闸管模块的上端接系统电源，下端接补偿电容器端负荷；所述补偿控制信号模块的输出端输出至与门信号处理电路的一个输入端，所述电网电压取样模块和电容器两端电压取样模块的采样信号输出端经过电压过零脉冲取样电路接入与门信号处理电路的另一个输入端；所述与门信号处理电路的输出端经过过零触发模块接入晶闸管模块的控制信号输入端，可向晶闸管模块输出触发信号。

本发明的装置还包括有一个高频脉冲产生模块，高频脉冲产生模块经过与门信号处理电路接入过零触发模块。

本发明的优点是：

1、采用基于逻辑控制的晶闸管过零触发技术来控制大功率晶闸管模块投切电容器，动作响应时间仅数十毫秒，且运行时无火花，无噪音。有利于调节器快速频繁投切电容器，实现动态实时补偿。

2、采用基于逻辑控制的晶闸管过零触发技术在晶闸管两端过零时导通断开晶闸管，快速完成电容器无涌流投入，解决了接触器投切电容器时产生的冲击涌流和拉弧问题。

3、可采用逻辑门芯片，利用芯片自身物理特性进行取样及控制，无需进行编程设计，回路控制稳定可靠，不受外界电磁干扰的影响

4、可对单个晶闸管实行投切控制，能够实现三相不平衡负荷的实时电容器投切。

附图说明

图1是本发明的电原理框图；

图2是本发明实施例的电压过零脉冲取样电路的电路图；

图3是本发明实施例的与门信号处理电路的电路图；

图4是本发明实施例的过零触发模块的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的装置中，晶闸管模块上端接系统电源，下端接电容器端负荷，当无功补偿系统的补偿控制器检测到系统需要补偿所需的无功，向补偿控制信号模块发出投入电容器的信号，注入与门信号处理电路的；电网电压与电容器两端电压压差经光耦开关取样比对，由于电网电压为幅值为±√2x400V的正弦波，电容器两端电压最大值为上次电容器退出时电网电压，幅值由于放电电阻的作用，随时间衷减，这样，两端的压差取样在一个周波内至少有一次，一般为两次脉冲，且在每个周波均产生的不间断脉冲，与门逻辑芯片在接收到控制器输入的投入信号后，如接收到过零脉冲信号，与门开关打开；考虑到如低频脉冲直接向外输出，数据损耗大，功率不够，因此，另装置高频脉冲产生模块，向与门逻辑芯片输入高频脉冲，在与门开关打开时，高频脉冲即向外输出；为保证晶闸管驱动所需信号的强度与频率，线路配置强堆挽驱动电路向外输出足以使晶闸管工作的驱动信号，晶闸管开关投入，回路工作。从控制器发出补偿投入信号到晶闸管投入，一般可在一个周波即20ms内完成，这样就实现了电容器快速无涌流投入。反之，当各逻辑回路无高电平输出时，晶闸管G极触发电流消失，在阳极电流为零时关断晶闸管，自行切出电容器。