一种多功能晶闸管投切开关检测装置的制作方法

1.本实用新型属于晶闸管投切开关检测技术领域，具体涉及一种多功能晶闸管投切开关检测装置。


背景技术：

2.随着经济的发展和人们生活水平的提高，各行各业对电网的可靠性和质量都提出了更高的要求。工业企业是电能的主要用户，工业企业的节电对于节约能源起着至关重要的作用，而无功功率补偿是节约电能的最主要的措施。用户功率因数的高低，对发电长、供电长、用户设备的充分利用、节约电能、改善电压质量，乃至提高企业的经济效益都有着至关重要的作用。在当今的电力系统之中，主要负荷一般都呈感性且功率因数一般都相对较低。感性负荷不仅从电网中吸收了一定有功功率，而且同时吸收了无功功率，导致电网的电压有一定的下降，电能造成了一定的浪费。通过对电容器组的投切控制来进行无功补偿，能够从某种程度上提高功率因数，改善电网电压的质量。而目前国内外惯用的机械投切电容器的方式存在一定的浪涌和冲击，对设备存在损害，很大程度上已经不能够满足社会进步科技的发展要求。因此，一种基于无功补偿晶闸管投切电容器的方式，实现了投切瞬间无浪涌、无冲击。所谓无功补偿，是为了维持电源与用电设备的电感、电容之间磁场和电场振荡所需要的能量，保证无功补偿投切电容器装置根据控制开关的不同，可分为断路器(接触器)投切电容器装置和晶闸管投切电容器装置。断路器(接触器)投切电容器装置具有结构简单，控制方便，性能稳定和成本低廉的优点，但是其缺点是合闸时，投切滤波支路有一个暂态过程会产生过电流、过电压，影响电容器及串联电抗器的可靠运行；切除滤波支路时，触头上恢复电压较高，有开关重燃的可能，多次重复击穿时，电容器上产生很高的过电压致使设备损坏。与机械开关投切电容器相比，晶闸管投切电容器装置晶闸管开关无触点，其操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，可以快速无冲击的将电容器投入电网中，大大减少了投切时的操作困难和冲击电流，其动态响应时间约为0.01～0.02s，tsc能快速跟踪冲击负荷的突变，随时保持最佳馈电功率因数，实现动态无功补偿，做到了无功的补偿量能快速地跟随实际需求量的变化，减小电压波动，提高电能质量，节约电能。而且晶闸管投切电容器装置具有无机械磨损、响应速度快、平滑投切以及良好的综合补偿效果等优点。晶闸管投切电容器装置要满足gb/t29312-2012《低压无功功率补偿投切装置》规范要求。
3.现有晶闸管投切电容器开关产品gb/t29312-2012《低压无功功率补偿投切装置》型式试验要求需要测试晶闸管的工作电压范围、缺相保护功能、限涌流、投切响应时间、投切功能、电寿命、温升等试验测试项目。
4.目前市场上无专用电容器投切用晶闸管开关检测装置，晶闸管投切开关按gb/t29312-2012型式试验项目进行型式试验时大多先将12v晶闸管触发电信号和电流钳转换成0-5v电信号接入到示波器或者数据采集仪检测晶闸管投切开关的投切响应时间ton,toff和晶闸管投切涌流；温度记录仪测量晶闸管投切开关温升；一般手动投切晶闸管投切
开关，如果进行晶闸管投切开关10万次～100万次投切电寿命试验，手动投切需要耗费大量人力和时间,不能实现自动记录投切响应时间和投切次数、投切涌流值、待测晶闸管出现短路击穿或者不能有效触发，需要专用装置去检测识别。
5.因此，针对上述问题，予以进一步改进。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于提供一种多功能晶闸管投切开关检测装置，控制器采用arm fpga双cpu处理器高速实时同步待测晶闸管投切装置的投切导通响应时间ton、投切关断响应时间toff、晶闸管投切的瞬态涌流值、晶闸管投切装置散热片、端子、母线连接处的温升等并在液晶触摸屏上显示出来，降低了对传统示波器、电能质量分析仪、温度记录仪使用频率，极大的提高了工作效率，节约了专用检测设备的投资。
7.本实用新型的另一目的在于提供一种多功能晶闸管投切开关检测装置，其自动记录被测晶闸管投切故障、投切次数、电容器、晶闸管的温升曲线。
8.本实用新型的另一目的在于提供一种多功能晶闸管投切开关检测装置，其采用svg实时就地补偿电容器的容性无功电流后装置所需电源功率大幅降低，对电缆、电源功率、电源总开关、三相电动调压器功率需求规格减小很多，减少了损耗，降低生产测试成本、也减少了设备投资成本，同时svg可发出2-25次谐波可模拟不同谐波环境下对电容器、晶闸管投切装置涌流值、温升的影响。
9.为达到以上目的，本实用新型提供一种多功能晶闸管投切开关检测装置，用于检测晶闸管的投切开关，包括三相电动调压器和(显示)控制器，所述三相电动调压器和所述控制器电性连接，其中：
10.所述三相电动调压器的输出端第一路通过第一电流互感器与静止无功发生器电性连接(svg的电流采集端子与第一电流互感器相连，实时检测总的电流，即svg的电流和电容器组回路的总电流)并且所述三相电动调压器的输出端第一路通过第一电流互感器与待测晶闸管电性连接；
11.待测晶闸管的输出端与电容器组电性连接；
12.所述控制器的电压采集端与所述三相电动调压器的输出端电性连接(控制器检测三相电动调压器的输出电压,即待测晶闸管或者电容器的输入电压)，所述控制器的电流采集端与第二电流互感器电性连接(可实时检测待测晶闸管或者电容器组投切的回路的电流)，所述控制器的温度采集端外接若干路温度传感器(温度传感器贴在待测晶闸管的散热片、接线端子、外壳、电容器外壳、电容器接线端子等地方检测晶闸管和电容器的一些温度参数)，所述控制器的通信端(rs485)与静止无功发生器的通信端电性连接(svg的一些相关参数设置可通过(显示)控制器的触摸屏进行设置)，所述控制器的晶闸管触发端与待测晶闸管的触发端电性连接(当待测晶闸管接收到控制器的12v触发脉冲信号后，待测晶闸管进行触发导通)。
13.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述第一电流互感器的输出端通过第一刀熔开关与所述静止无功发生器电性连接；
14.所述第一电流互感器的输出端还依次通过第二刀熔开关、第二电流互感器和第一交流接触器与多进多出上接线柱电性连接，所述第一交流接触器的两端并接有第二交流接
触器，所述多进多出上接线柱的输出端与待测晶闸管的输入端电性连接。
15.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，待测晶闸管的输出端与多进多出下接线柱的输入端电性连接，所述多进多出下接线柱的输出端第一路通过第三交流接触器与所述电容器组的三相电容器电性连接，所述多进多出下接线柱的输出端第二路通过第四交流接触器与所述电容器组的单相电容器电性连接，所述多进多出下接线柱的输出端第三路通过第五交流接触器与快速放电电阻电性连接。
16.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述控制器的输出升压端与所述三相电动调压器的升压端电性相连，所述控制器的输出降压端与三相电动调压器的降压端电性相连，所述控制器的继电器分别与第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器、第四交流接触器和第五交流接触器的控制线圈电性连接(控制交流接触器的吸合或者分闸，从而控制相应的电容器组或者回路)。
17.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述三相电动调压器连接三相电源，三相电源的输入端与断路器的进线端通过一次电缆电性相连，断路器的出线端与三相电动调压器的输入端电气相连。
附图说明
18.图1是本实用新型的一种多功能晶闸管投切开关检测装置的电路图。
19.附图标记包括：1-三相电动调压器、2-第一电流互感器、31-第一刀熔开关、32-第二刀熔开关、4-第二电流互感器、5-第一交流接触器、6-第二交流接触器、7-温度传感器、8-多进多出上接线柱、9-待测晶闸管、10-多进多出下接线柱、11-静止无功发生器、12-第三交流接触器、13-第四交流接触器、14-第五交流接触器、15-快速放电电阻、16-电容器组、17-控制器。
具体实施方式
20.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
21.本实用新型公开了一种多功能晶闸管投切开关检测装置，下面结合优选实施例，对实用新型的具体实施例作进一步描述。
22.在本实用新型的实施例中，本领域技术人员注意，本实用新型涉及的待测晶闸管、三相电源和断路器等可被视为现有技术。
23.优选实施例。
24.本实用新型公开了一种多功能晶闸管投切开关检测装置，用于检测晶闸管的投切开关，包括三相电动调压器1和(显示)控制器17，所述三相电动调压器1和所述控制器17电性连接，其中：
25.所述三相电动调压器1的输出端第一路通过第一电流互感器2与静止无功发生器11电性连接(svg的电流采集端子与第一电流互感器相连，实时检测总的电流，即svg的电流和电容器组回路的总电流)并且所述三相电动调压器1的输出端第一路通过第一电流互感
器2与待测晶闸管9电性连接；
26.待测晶闸管9的输出端与电容器组16电性连接；
27.所述控制器17的电压采集端与所述三相电动调压器1的输出端电性连接(控制器检测三相电动调压器的输出电压,即待测晶闸管或者电容器的输入电压)，所述控制器17的电流采集端与第二电流互感器4电性连接(可实时检测待测晶闸管或者电容器组投切的回路的电流)，所述控制器17的温度采集端外接若干路温度传感器7(温度传感器7贴在待测晶闸管的散热片、接线端子、外壳、电容器外壳、电容器接线端子等地方检测晶闸管和电容器的一些温度参数)，所述控制器17的通信端(rs485)与静止无功发生器11的通信端电性连接(svg的一些相关参数设置可通过(显示)控制器的触摸屏进行设置)，所述控制器17的晶闸管触发端与待测晶闸管9的触发端电性连接(当待测晶闸管接收到控制器的12v触发脉冲信号后，待测晶闸管进行触发导通)。
28.具体的是，所述第一电流互感器2的输出端通过第一刀熔开关31与所述静止无功发生器11电性连接；
29.所述第一电流互感器2的输出端还依次通过第二刀熔开关32、第二电流互感器4和第一交流接触器5与多进多出上接线柱8电性连接，所述第一交流接触器4的两端并接有第二交流接触器5，所述多进多出上接线8柱的输出端与待测晶闸管9的输入端电性连接。
30.更具体的是，待测晶闸管9的输出端与多进多出下接线柱10的输入端电性连接，所述多进多出下接线柱10的输出端第一路通过第三交流接触器12与所述电容器组16的三相电容器电性连接，所述多进多出下接线柱10的输出端第二路通过第四交流接触器13与所述电容器组16的单相电容器电性连接，所述多进多出下接线柱10的输出端第三路通过第五交流接触器14与快速放电电阻15电性连接。
31.进一步的是，所述控制器17的输出升压端与所述三相电动调压器的升压端电性相连，所述控制器17的输出降压端与三相电动调压器的降压端电性相连，所述控制器17的继电器分别与第一交流接触器5、第二交流接触器6、第三交流接触器12、第四交流接触器13和第五交流接触器14的控制线圈电性连接(控制交流接触器的吸合或者分闸，从而控制相应的电容器组或者回路)。
32.更进一步的是，所述三相电动调压器1连接三相电源，三相电源的输入端与断路器的进线端通过一次电缆电性相连，断路器的出线端与三相电动调压器的输入端电气相连。
33.优选地，静止无功发生器svg实时检测第一互感器的电流，并补偿晶闸管投切电容器产生的容性无功电流，svg发出感性无功电流，而电容器、静止无功发生器svg满功率运行时的有功损耗之和不到电容器或者静止无功发生器svg视在功率4％，这样可以大幅降低三相电动调压器、一次回路电缆、保护开关、熔断器容量，节约了设备投资，同时svg补偿了无功电流，大幅减少了无功电流，从而减少了电流发热损耗。
34.优选地，静止无功发生器svg工作时的损耗发热(svg运行时功率2-4％)，可作为晶闸管或者电容器温升老化试验时的热源，有效利用了svg散热的热量，减小了系统能耗。
35.优选地，电容器组可更换为温升老化电容器，可测量电容器的温升、涌流、高温寿命老化，增加了装置的多功能可重复利用性。
36.优选地，装置的温度探头可测量晶闸管散热片、端子、母线连接处的温度。
37.优选地，装置的静止无功发生器svg可产生谐波电流模拟晶闸管投切装置在电网
电压、电流谐波比较大的环境下是否能稳定工作，是否可以过零投切减少投切涌流。
38.优选地，本实用新型的原理为：控制器根据电容器容量设定值控制相应电容器组投入，然后控制器实时采集三相电动调压器的输出电压,控制三相电动调压器的输出电压达到设定值。控制器输出12v晶闸管触发控制信号，同时控制器开始计时，直到晶闸管被触发导通并停止计时该值为晶闸管的触发导通响应时间ton，控制器同步高速采集电流互感器ta2的电流，在晶闸管触发导通的瞬间该电容器支路的电流峰值为晶闸管涌流峰值，如果涌流峰值小于电容器3倍额定电流值，则晶闸管投切开关符合gb/t29312-2012的第6.5.3.3涌流限值。控制器停止输出12v触发信号开始计时，直到晶闸管投切开关关断，控制器检测电流互感器ta2的电流为0，此时控制器停止计时，该时间为晶闸管toff分断响应时间。晶闸管投切开关分别在1.1和0.85倍额定电压下通电2s，间隔5s，各重复50次，进行投切试验，若涌流峰值小于3倍电容器额定电流则晶闸管投切开关符合gb/t29312-2012标准。晶闸管投切开关进行电寿命时，在触摸显示屏上设定装置为电寿命模式，控制器控制三相电动调压器输出电压为额定值，并输出12v信号触发待测晶闸管，控制器检测晶闸管导通时的涌流值，电流互感器通电2s后控制快速放电电阻投入加速电容器放电约30s，电容器内部电压低于50v，若晶闸管被触发且涌流值小于3倍电容器额定电流值，则有效记为1次，若晶闸管不被触发或者涌流值大于3倍则被记为无效1次。控制器控制晶闸管投切1万次，10万次，100万次。本实用新型能自动记录投切次数、投切涌流值、投切响应时间，减少了人力操作示波器、计数器、电能质量分析仪、手动投切电容器，降低了操作难度，大大提高了工作效率。
39.值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的待测晶闸管、三相电源和断路器等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。
40.对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，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。