一种磁阀式可控电抗器励磁系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115986762A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202210470552.3(22)申请日2022.04.28(71)申请人中国电力科学研究院有限公司地址100192北京市海淀区清河小营东路15号(72)发明人查志鹏娄颖康文斌彭庆华梅刚李振强范冕万磊(74)专利代理机构北京工信联合知识产权代理有限公司11266专利代理师姜丽辉(51)Int.Cl.H02J3/18(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图6页(54)发明名称一种磁阀式可控电抗器励磁系统(57)摘要本发明涉及一种磁阀式可控电抗器励磁系统，包括：无功测量及控制保护装置和励磁装置；所述无功测量及保护装置为整个可控电抗器系统的决策机构，用于实现系统无功自动补偿、工作异常时报警以及做出保护措施；所述励磁装置为磁控电抗器的执行机构，作用于电抗器本体，用于根据无功测量及控制保护装置发出决策，产生触发脉冲，驱动大功率晶闸管的导通，以实现电抗器容量的调节。本发明的磁阀式可控电抗器励磁系统，开发了无功测量与控制保护装置软硬件，计算电抗器内部相电流和开发了无功补偿控制软件算法，研制设计励磁装置触发电路软硬件，与电抗器本体进行了联合调试，使其功率因数λ＞0.9，输出无功从‑8MVar(容性无功)‑29MVar(感性无功)范围内连续可调。CN115986762ACN115986762A权利要求书1/2页1.一种磁阀式可控电抗器励磁系统，其特征在于，所述系统包括：无功测量及控制保护装置和励磁装置；所述无功测量及保护装置，包括：核心控制模器、电流电压信号采集与输入模块、保护信号模块、触摸屏显示模块和第一光纤通讯模块，所述无功测量及保护装置为整个可控电抗器系统的决策机构，用于实现系统无功自动补偿、工作异常时报警以及做出保护措施；所述励磁装置，包括：ARM控制器、温度测量电路、风扇开关电路、第二光纤通讯模块和晶闸管脉冲驱动电路，所述励磁装置为磁控电抗器的执行机构，作用于电抗器本体，用于根据无功测量及控制保护装置发出决策，产生触发脉冲，驱动大功率晶闸管的导通，以实现电抗器容量的调节。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流电压信号采集与输入模块包括：三相电流电压采集电路、阻抗匹配、放大滤波电路、A/D转换电路，所述电流电压信号采集与输入模块用于实现三相电流电压信号同步和正确的采集；所述信号保护模块包括磁控电抗器本体工作出现异常时候的报警信号接口，所述报警信号接口包括：重瓦斯跳闸保护信号接口、压力释放阀动作跳闸保护信号接口、轻瓦斯报警信号接口、油温超限报警信号接口和油位超限报警信号接口；所述核心控制器包括：ARM芯片、CPLD芯片、存储芯片、晶振芯片、复位电路、电源电路以及功能拓展接口电路；所述触摸屏显示模块，用于实现人机交互功能，包括：LCM显示器、显示控制器和接口芯片；所述第一光纤通讯模块用于实现和励磁装置的通讯。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述三相电流电压采集电路单独设计成一个底板，所有的电压传感器、电流传感器都安装在此底板上，电流电压输出信号通过数据排线连接至无功测量及控制保护装置主板。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度测量电路，包括：PT100、基准电压芯片、信号调理电路，所述温度测量电路用于实现晶闸管散热器的测温；所述ARM控制器，包括：ARM芯片、晶振芯片、复位电路、电源电路以及功能拓展接口电路，所述ARM控制器用于实现触发脉冲信号的输入、温度传感器PT100的温度计算、风扇开关控制、触发脉冲信号整形；所述晶闸管脉冲驱动电路，包括：MOSFET开关管、脉冲电压器，所述晶闸管脉冲驱动电路用于实现触发角脉冲信号的功率放大；所述第二光纤通讯模块，用于实现和无功测量及控制保护装置的通讯，接受来自无功测量及控制保护装置的触发信号，同时将磁控电抗器本体和励磁装置本身的状态发送至无功测量及控制保护装置。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：设置在无功测量及控制保护装置和励磁装置的所有芯片供电引脚处的0.1uF的去耦电容。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无功测量及控制保护装置，利用如下方式计算电抗器内部相电流，包括：2CN115986762A权利要求书2/2页其中，为电抗器三相内部相电流；IXa、IXb、IXc为相电流幅值，θa、θb、θc为相电流角度，ka、kb、kc为计算系数；Yav,Ybv,Ycv分别为线电压实部分量，Xav,Xbv,Xcv分别为线电压虚部分量；Yai,Ybi,Yci分别为线电流实部分量；Xai,Xbi,Xci为线电流虚部分量。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统利用如下方式进行无功补偿控制，包括：