[实用新型]智能晶闸管功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力电容器快速投切智能晶闸管模块，具体地说时用于一种低压动态无功功率补偿装置电容器组过零投切的智能晶闸管功率模块。

背景技术

随着我国经济的持续增长，用电负荷迅速增加，用户无功需求也大幅度提高，这给本已缺电的我国电网带来更加严重的问题，配电网对低压动态无功补偿兼消谐装置TSC(晶闸管投切电容器)和低压动态无功补偿兼消谐装置TSF(晶闸管投切滤波器)有着广泛的需求。配电网中负荷变化越来越频繁，这就要求TSC 、TSF的能够实时跟踪负荷并进行补偿，这就会出现TSC的电容器支路、TSF的滤波器支路频繁投切。

如果电容器支路、滤波器支路的投切时刻不当，会产生涌流，对系统造成冲击并带来谐波，使电能质量变差。如果电容器投切时刻选择不当，还可能造成控制器误动作使装置不能正常工作，甚至烧坏用电设备。因此，晶闸管触发控制非常关键，为保证电容器投切时不产生涌流、造成冲击，必须选择恰当的时刻进行投切。对于电容器切除，晶闸管具有电流过零关断特性，可以自行实现无冲击切除。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种可以实现实时、无冲击投入，电流过零点断开，不产生合闸涌流的智能晶闸管功率模块。

一种智能晶闸管功率模块，其特征在于：该模块包括外壳、触发板、保护装置电路、散热器、控制端子及风机，触发板、保护装置和风机设置在外壳内，散热器和控制端子设置在外壳表面，触发板设有晶闸管、触发电路和硬件电路，所述晶闸管（可控硅）与电感线圈和电容器串联。

本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的一种方案，所述触发板的硬件电路包括系统计时基波获取电路、电压过零检测电路、高频脉冲发生电路、脉冲隔离放大电路、投切命令获取电路、手动投切电路、电流温度检测电路、数据输出显示电路和风机控制电路九部分，这九部分在一块电路板上可以实现。

所述系统计时基波获取电路包括限流电阻、光电耦合信号隔离及与门逻辑处理器依次组成，系统电压经过限流电阻，然后经过光电耦合隔离进行信号隔离，输出信号经过与门的逻辑处理，从而获得输出精确的计时基波。所述系统计时基波获取电路用于标记计算涌流最小的投切时刻。

所述电压过零检测电路包括整流电路、负半波整流二极管、零比较器、稳压二极管、光电耦合器以及所述与门逻辑处理器依次组成，最终经过与门的逻辑判断处理，从而获过零输出信号。电压过零信号获取电路能够实现无触点、无涌流、无过渡投切。

所述触发电路包括555定时器、三极管、所述负半波整流二极管、高频脉冲隔离变压器依次组成，由555定时器搭建的高谐振荡器来建立高频脉冲，再利用三极管与脉冲变压器将高频脉冲隔离放大输出。触发控制电路设计高频脉冲发生和脉冲隔离放大功能，触发控制方式更加稳定可靠。

所述保护装置电路包括温度采样电路、电流采样电路，根据采样信号及单片机编程程序判断，输出温度、电流，达到预期设定值时，输出报警信号，并切断电容器组投切。

本实用新型的有益效果如下：

（1）此款智能晶闸管功率模块设计多重监测保护措施及快速投切技术，无论电容器的残余电压为何值，电容器支路可以实现实时、无冲击投入，电流过零点断开，不产生合闸涌流；

（2）此款智能晶闸管功率模块采集电压信号，确定电容器支路无冲击、实时投切时刻的方法，能够实现在20ms内完成无冲击投入电容器支路，并在10ms内完成切除动作，这已经是无冲击投切的极限时间。本实用新型可以应用于基于智能晶闸管功率模块投切电容器的动态无功补偿装置，具有良好的应用前景；

（3）系统电压通过限流电阻，经过光电耦合器信号隔离，输出通过与门的逻辑处理获得输出信号；

（4）智能晶闸管功率模块根据采集智能晶闸管模块端电压信号，经过整流、零比较器、光电耦合信号隔离及与门的逻辑处理获输出的信号；

（5）智能晶闸管功率模块利用555定时器搭建的高谐振荡器来建立高频脉冲，再利用三极管与脉冲变压器将高频脉冲隔离放大输出；

（6）具有电流显示、温度显示、过流保护、温度保护、缺相保护、可控硅击穿报警等功能，低压无功功率补偿装置具有安全性、可靠性；