[实用新型]一种双过零执行模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于投切低压无功补偿回路的双过零执行模块，该模块可在电容器两端电压为零时精确投入，在电容器电流为零时精确切除，这样可以避免电力电容器投入时对系统产生冲击。

背景技术

    现代配电系统中，存在着很多无功变化快、用电大的设备如汽车制造业中的点焊机、钢铁企业中的轧钢机等。现有无功补偿投切执行机构主要有接触器投切的补偿方式、晶闸管投切的补偿方式和复合开关投切的补偿方式，这些补偿方式在上述工况中存在着以下不足：

1、接触器投切的补偿方式无法快速补偿系统变化的无功，投切容易产生涌流，触点容量发生粘联；

2、晶闸管投切的补偿方式虽然能够快速补偿无功，但由于采用的是晶闸管，损耗大、发热严重、体积大和成本高；

3、复合开关投切虽然解决了接触器投切和晶闸管投切的一些不足之处，但由于使用了分立的可控硅，上电容易炸管，产品可靠性不高。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种用于投切低压无功补偿回路的双过零执行模块，产品可靠性高、投切速度快，而且不会产生涌流，其可广泛应用于低压无功补偿回路中。

技术方案：一种双过零执行模块，包括过零检测电路、磁保持继电器驱动电路、主控制器和高转换能力的磁保持继电器；所述过零检测电路的输出端接主控制器；所述主控制器的输出端接磁保持继电器驱动电路；所述磁保持继电器驱动电路的输出端接磁保持继电器。

所述过零检测电路由分压限流电阻、二级管、隔离光耦组成。

所述磁保持继电器驱动电路主要由H桥驱动芯片组成。

所述的主控制器由信号检测单元、保护单元、DSP控制芯片、PI调节器、投切控制单元和显示监控单元组成；电流互感器信号和电压信号接入信号检测单元，通过信号检测单元滤波后接入DSP控制芯片，经DSP控制芯片AD数据处理判断和数字控制环处理后，分别接入保护单元、投切控制单元和显示单元。

一种应用于双过零执行模块的控制方法，为基于PI算法的自适应投切控制方法，所述的自适应投切控制方法具体过程为：

投入步骤

（1）主控制器通过电压过零检测电路检测出当前过零时刻，经过一定的延时T1，主控制器输出投入指令给磁保持继电器驱动电路；

（2）磁保持继电器驱动电路根据主控制器指令驱动磁保持继电器闭合；

（3）主控制器继续通过电压过零检测电路检测磁保持继电器输出点，判断此时刻与理论过零之间的偏差，经过PI调节器计算出下次延时T1；

切除步骤

（1）主控制器通过电流过零检测电路检测出当前过零时刻，经过一定的延时T2，主控制器输出切除指令给磁保持继电器驱动电路；

（2）磁保持继电器驱动电路根据主控制器指令驱动磁保持继电器断开；

（3）主控制器继续通过电压过零检测电路检测磁保持继电器输出点，判断此时刻与理论过零之间的偏差，经过PI调节器计算出下次延时T2；

所述的自适应投切控制方法，具体过程为：

有益效果：与现有技术相比，本实用新型所提供的双过零执行模块，可应用于电力低压无功补偿控制系统中，能根据控制命令和当前电容两端电压过零点相结合进行电压过零投入，能根据控制命令和电流过零点相结合进行电流过零切除，达到对电容器无涌流投切、开关触点无拉弧的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路框图；

图2为本实用新型中投切控制流程图；

图3为本实用新型中过零检测电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图1所示：双过零执行模块包括过零检测电路、磁保持继电器驱动电路、磁保持继电器和主控制器。母线信号输入到过零检测电路的输入端，过零检测电路的输出端与主控制器的输入端相连，主控制器的输出端与磁保持继电器驱动电路的输入端相连。其中，主控制器包含信号检测单元、保护单元、DSP控制芯片、投切控制单元和显示单元，主控制器通过信号检测单元采集数据，进行A/D转换和处理，再通过自适应投切控制算法输出到投切控制单元。

如图2所示：双过零执行模块的投切控制流程图，根据输入指令，判断是投入还是切除；如果是投入，则根据电压过零的时刻，经过一定的延时T，主控制器输出投入指令给磁保持继电器驱动电路；如果是切除，则根据电流过零的时刻，经过一定的延时T，主控制器输出切除指令给磁保持继电器驱动电路；通过对输出回路进行过零检测，计算出误差信号输出到PI调节器的输入端，PI调节器计算出当前延时T。