晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置制造方法及图纸

晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置，属于静止无功补偿装置技术领域。其所要解决的技术问题是：提供一种自动、快速、无级，且价格低廉的晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置。其技术要点是：一种晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置，包括晶体管开关电路、补偿电容器、滤波电路和触发控制电路，其特征是：所述的晶体管开关电路由两个晶体三极管串联晶体二管后反向并联构成，其输出的一端与电网相线连接，另一端与补偿电容器连接，补偿电容器的另一端与零线连接；晶体管开关电路的输入端与触发控制电路的输出端连接。可实现自动、快速、无级补偿的目的。其电路结构简单，生能可靠，智能化程度高，成本费用低廉。适用于各类企业单位、住宅小区等配用的中、低电压变、供电场所。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种静止无功补偿装置，特别是一种用于中、低电压变、供电场所的晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置，简称TCC型静止无功补偿装置。
技术介绍
众所周知，电网中变压器、电动机等感性负荷占据相当大的比重。它们在消耗有功功率的同时，也需要吸收大量的无功功率。无功功率的出现不仅导致发电机出力下降，降低了输配电设备效率，而且还增大了网损，严重影响供电质量。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，一方面是低压用户的用电量大幅增长；另一方面是厂矿单位、住宅小区、部队营区等的配电线路更新改造的速度相对滞后，导致线路末端电压远低于允许范围，洗衣机、空调等非照明负荷难以正常工作，并对电器设备造成极大的危害。同时，由于新增电气负载大量采用电动机、压缩机等旋转设备和电力电子装置，对无功功率需求很大，因而导致线路损耗显著增大。解决这一问题，目前主要措施是增容，即扩大变压器和配电线路容量，从而提高供电能力。但是，增容毕竟投资大、施工工程量大、周期长。因此，在供电设计中，通常采用无功补偿装置进行补偿。但是，这些传统的无功补偿装置在使用过程中，很难给予适度的补偿，要么补偿不到位，要么严重过补。晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿装置虽然可以达到补偿的要求，但是这种(TCR)型静止无功补偿装置不仅造价高、技术难度大，而且只适用于中、高电压的大型变电场所。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种自动、快速、无级，且价格低廉、适用于中、低电压变电场所使用的无功补偿装置。其技术方案是一种晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置，包括晶体管开关电路、补偿电容器和触发控制电路，其特征是所述的晶体管开关电路由两个晶体三极管串联晶体二管后反向并联构成。其输出的一端与电网相线连接，另一端与补偿电容器连接，补偿电容器的另一端与零线连接；晶体管开关电路的输入端与触发控制电路的输出端连接。其技术效果是触发控制电路将电网相线无功功率的变化，转化成触发信号，控制两个反向并联连接的晶体管的导通与截止角，可以将串联在反向并联连接的晶体管开关电路输出电路中的补偿电容器的电流从零调节到相应的全额定值，使电力供电系统得到最佳的补偿，从而实现自动、快速、无级补偿的目的。且其电路结构简单，性能可靠，实用性强，智能化程度高，免维修或少维修，成本费用低廉。适用于各类企业单位、住宅小区等配用的中、低电压变、供电场所。图面说明附图说明图1为本技术电原理图；图2为晶体管开关电路在不同控制角下电压、电流波形特性图；图3为另一种触发控制电原理图。如图2所示，晶体管开关电路在不同控制角下电压、电流波形特性图。当截止角β在0°与90°之间，即可获得部分导通。当截止角β＝90°时，其输出电流基本上为容性正弦波，且电流Ic超前电压90°当截止角β＝0°时，电流Ic＝0。值得注意的是截止角β不允许在90°与180°之间！导通角α与截止角β是对称于90°的，α＝180°-β，当α＞180°-β时会造成严重后果，首先烧坏晶体管模块。所以α＝180°-β是一个危险值，实际电路导通角α′＝180°-β-Δφ，式中0＜Δφ＜180°-2φ。Δφ在范围内取值越大可靠性越高。在控制电路中增加了一个电容CA使触发脉冲超前一个角度Δφ实现的(在单片微机控制电路中Δφ是由软件实现的)。而要求主电路导通行成电流必须是在对称点α＝180°-β，本专利技术的特点是晶体管提前在安全范围内导通，而该支路真正行成电流是靠二极管D在对称点α＝180°-β时由反向截止转变为正向导通自然完成的。使电容器准确平稳接入电网，解决了以上问题。实施方式如图1所示，本例晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置。晶体管开关电路由两个晶体三极管TW1、TW2串联晶体二管D1、D2后反向并联构成，本实施例采用QM500DY-H型晶体管功率模块。其输出的一端与电网相线UA连接，另一端与补偿电容器C连接，补偿电容器的另一端与零线连接。其输出电路中并联有由电感器L1和电容器C1构成的滤波电路。晶体管TW1、TW2的基极与触发控制电路的输出端连接。晶体管TW1、TW2的基极与触发控制电路之间分别设有光电耦合器。光电耦合器TLP521-1。触发控制电路由互感器、变压器、过零比较器、预设电路和单片微机构成，过零比较器T1为LM339，其输入端分别与变压器B的次级和互感器L2的输出端连接，过零比较器的输出端分别与单片机的I/O接口连接。单片微机为51系列芯片。其I/O接口的22-28腿分别接入预设电路的百位、十位及个位拨号盘P1、P2、P3。单片机I/O接口的1-8腿和14、16、17腿还分别通过段驱动器Q1和位驱动器Q2接入百位、十位及个位的显示电路X1、X2、X3。单片机第10、11腿的通讯接口可与微机连接，以实现远程监控。其工作过程是相线电压、电流通过过零比较器得到两组方波，单片机对这两组方波的相为差φ进行测量，根据φ值计算出功率因数COSφ值并暂存于单片机内的存储器中待用；同时，通过显示电路X1、X2、X3显示出COSφ值。预设值通过拨号盘P1、P2、P3输入单片机与COSφ值进行比较，若预设值大于COSφ值，单片机输出的截止角β逐渐增大，补偿电容器C的电流Ic也逐渐增大，电网相线功率因数COSφ值也随之逐渐提高；反之，若预设值小于COSφ值，单片机输出的截止角β逐渐减小，补偿电容器C的电流Ic也逐渐减小，电网相线功率因数COSφ值也随之逐渐降低；当COSφ值等于预设值时，截止角β确定保持不变，从而达到一个新的平衡，实现自动补偿的目的。触发控制电路也可以采用一般电子电路(见图3)。手动或自动电子触发控制电路由电网相线电压信号采集电路和电压比较电路及电压比较器组成，电网相线电压信号采集电路1由变压器B、电容器C2和整流器11构成；在变压器次级与整流器输入电路之间串联电容器C2的目的，在于使电流超前电压Δφ角。电压比较电路2为自动和手动两个电压比较电路自动电压比较电路21由电阻R1和光电二极管D1组成的支路与灯泡支路并联构成，光电二极管与灯泡之间设有带孔的无功电度表鈻盘23；手动电压比较电路22由电阻R2、R4和电位器R3串连构成；自动电压比较电路21和手动电压比较电路22由选择开关K控制；电压比较电路和电网相线电压信号采集电路的输出端分别接入电压比较器T1的输入端，电压比较器的输出端与两个反向并联连接的晶体管TW1、TW2开关电路的基极电路连接。其工作过程是将选择开关K置于自动电压比较电路21位置时，当电网相线功率因数低于100％，无功电度表鈻盘向右转动，当其上的小孔逐渐对准光电二极管时，U1电位逐渐升高，电压比较器T1输出截止角β逐渐增大，电网相线功率因数也随之逐渐提高，当电网功率因数达到100％时，电度表鈻盘停止转动，达到自动补偿的目的。将选择开关K置于手动电压比较电路时，只要调节电位器R3，U1的电位即随之发生变动，电压比较器T1输出截止角β也即随之发生变动，补偿电容器C的电流也随之发生变动，从而达到手动补偿的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置，包括晶体管开关电路、补偿电容器和触发控制电路，其特征是：所述的晶体管开关电路由两个晶体三极管（ＴＷ１、ＴＷ２）串联晶体二管（Ｄ１、Ｄ２）后反向并联构成，其输出的一端与电网相线（ＵＡ）连接，另一端与补偿电容器（Ｃ）连接，补偿电容器的另一端与零线连接；晶体管开关电路的输入端与触发控制电路的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管直接控制电容器电流型静止无功补偿装置，包括晶体管开关电路、补偿电容器和触发控制电路，其特征是所述的晶体管开关电路由两个晶体三极管(TW1、TW2)串联晶体二管(D1、D2)后反向并联构成，其输出的一端与电网相线(UA)连接，另一端与补偿电容器(C)连接，补偿电容器的另一端与零线连接；晶体管开关电路的输入端与触发控制电路的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征是所述的触发控制电路由互感器、变压器、过零比较器、预设电路和单片微机构成，过零比较器(T1)的输入端分别与变压器(B)的次级和互感器(L2)的输出端连接，过零比较器的输出端分别与单片微机的I/O接口连接。单片机I/O的接口还分别接入预设电路的百位、十位及个位拨号盘(P1、P2、P3)。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋日升，
申请(专利权)人：蒋日升，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]