【doc】双向晶闸管在有载分接开关中的应用

【doc】双向晶闸管在有载分接开关中的应用 双向晶闸管在有载分接开关中的应用 攮曩}=璐敏TECHNoLoGYANDMARKET Vo1.18,No.5,201l 双向晶闸管在有载分接开关中的应用 盂宪涛,王熙 (黑龙江八一农垦大学工程学院,黑龙江大庆163319) 摘要:对双向晶闸管的触发电路和过电压RC缓冲电路进行了研究和 .经理论分析,本设计可以满足l0kV电力用户 有栽调压的需求.具有广阔的发展前景. 关键词:双向晶闸管;有载分接开关;触发电路;RC缓冲电路 TheApplicationsofTriacinOn-loadTap-changer MENGXian—tao.WANGXi (EngineeringInstitute,HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity,DaqingHeilongjing,169319) Abstract:ThepaperusesTRIACasmainwiringmodeofon-loadtap-changer,andfinishesdesignontheworkflowofon-load tap-changerautomaticvoltageregulation.ThepaperdesignstriggeringcircuitandovervoltageRCbuffercircuitoftriac.Baseonthe theoryanalysis,thedesignhasmeettheon-loadvoltageregulationdemandoflOkVpowerusel~and_}Iasbroaddevelopment prospect. Keywords:triac;on—-loadtap——changer;triggeringcircuit;RCbuffercir cuit doi:10.3969/j.issn.1006—8554.2011.05.012 0引言 目前变压器装有的有载分接开关大都是机械式,具有调压 范围大,调节过程不断电等特点,但是在分接头切换过程中产 生的电弧会侵蚀触头表面,影响触头寿命,存在电弧,其开关的 动作速度慢,调压响应时间长,故障率高,维护量大,使调压时 刻无法准确控制.这些问题的存在也要求研制新型的有载分接 开关,提高其使用的安全可靠性.先后出现的新型有载调压分 接开关有机械式改进型,辅助线圈型和电力电子开关型等【11,虽 然实现了元弧,词压方式操作简单,但是会产生谐波,致使可靠 性差,调压响应速度没有提高.从2O世纪90年代开始,人们研究 采用电力电子技术和单片机控制技术相结合,通过控制电力电 子器件的通断和改变变压器匝数,实现有载调压.电力电子器 件双向晶闸管(mIAc)是一种半控型电力电子器件,利用其交 流电流本身的过零点而关断的特点,可应用于交流系统中,并 作为交流开关,没有触头及机械机构,不存在电弧触头磨损和 焊接等问题,其制造工艺与工作性能已十分成熟,故可以利用 双向晶闸管的连接方式,作为有载分接开关的执行机构来解决 机械式分接开关存在的问题. 1由双向晶闸管构成的有载分接开关主接线的设计 采用双向晶闸管(TRIAc)作为有载分接开关的执行机构 的核心元件,在保证不影响负载工作的前提下进行分接头的切 换,以达到根据负载电流的变化调整变压器工作绕组的匝数, 从而实现有载自动调压的目的翻,其主电路如图1所示.采用双 向晶闸管作为交流开关,实现开关的无触点化,能承受高电压 大电流,而且其开关的速度在微秒级[31,将其连接至变压器每一 个绕组抽头与中性点之间,以此构成执行机构的主电路. 从A,B,c三相绕组中各引出三组分接头,分别记为I,?, 18 III档位.它们与TRIAc相连接后接于变压器的中性点.通过隔离 变压器监测电压,传送至单片机控制系统,经过其输出的命令给 触发电路控制TRIAC的通断.其中TRIAC的两端均并有RC缓冲 电路可以抑制TRIAC由于频繁开通与关断的交替状态而产生的 过电压,即关断浪涌电压以及很高的电压上升率du/d.在?档 位并由TRIAC2和限流电阻R1串联组成的限流支路,可以限制 TRIAC在调节电压升高切换过程中出现的环流. 2双向晶闸管触发电路的设计 由TRIAC构成有载分接开关的核心元件,就要求其可靠性 与稳定性,所以本设计采用过零触发方法,此方法通过触发电 路使TRIAC的开关过程在电源电压过零或电流过零瞬间触发, 这样负载的瞬态浪涌电流和射频干扰最小,且负载上的电压是 完整的正弦波,双向晶闸管的使用寿命也可以得到提高四,能很 有效地进行有载调压,所以可以选择MOC3083光电耦合器为 核心的过零触发电路. . 图1应用双向晶闸管作为分接开关的主电路圈 基于MOC3083芯片的过零触发电路女I1图2所示.ULN2003 由七个硅NPN达林顿管组成,每一个ULN2003可以直接驱动七 技术与市场援凑璐簸 第l8卷第5期2Ol1年 个MOC3083,其具有工作电压高,工作电流大等特点,通过 ULN2003的负逻辑驱动可以使MOC3083可靠地被触发.通过数 据采集单元的数据与电压过零电路的基准值相比较后,单 片机发出控制信号给ULN2003去驱动MOC3083芯片,进而达到 触发TRIAC的目的.该触发方式的优点是:TRIAC输出为正弦 波,波形无畸变,电磁干扰少,无噪音等. 阜帆. 控制信号\ 图2基于MOC3083芯片的过零触发电路 3RC缓冲电路的设计 TRIAC对过电压很敏感,当正向电压超过其断态重复峰值 电压一定值时,就会误导通,引发电路故障;当外加的反向电压 超过其反向重复峰值电压一定值时,晶闸管将会立即损坏.因 此,必须采取一定的方法来抑制过电压.最有效的抑制方法是 在双向晶闸管的阳极与阴极之间并联RC缓冲电路.RC缓冲电 路参数的选择的依据如表1所示. 表1双向晶闸管阻容缓冲电路参数经验数据 TR额定电流(A)10oo50020o100502010 电容(jxF)21O.50.250.20.15O.1 电阻(Q)251020408010o R通常取为10,100n左右,其功率为: PR?c(,/u) 其中.为电源频率;C为串联的电容值. 根据上述选择要求,本设计可选取额定电压为1500V的 O.2’LF的无极性电容,额定功率为10W的4oQ的碳模电阻. 4结论 采用双向晶闸管作为有载分接开关的执行机构,可以实现 无触点,无弧,无环流,无谐波等优点,其最大的优点是耐压值 非常高,可高达1600V,这是其他电力电子器件无法比拟的. 同时利用光电耦合器MOC3083与ULN2003构成的触发电路,经 理论和实验分析,可以可靠地触发双向晶闸管,使分接开关的 负载瞬态浪涌电流和射频干扰最小,且负载上的电压几乎是完 整的正弦波.经分析采用双向晶闸管作为有载分接开关的执 行机构具有可行性和应用价值. 参考文献: [1】陈敬明,李晓明.电力变压器有栽调压技术的新进展【J】.华 北电力技术,2001,(8).. f21吕艳玲,赵玉林,徐建华等.基于固态继电器的本电变压器 自动稳压装置[J].电力系统自动化,2003,(24). 【3】何瑞文.晶闸管静止自动有载调压的研究[J].应用技术, 1997,(1). f41王榕生.基于交流电机负载双向晶闸管关断电压暂态研究 及缓冲电路参数优化[J].福州大学,2007,0). [5】徐广龙.可控硅零触发电路[J】.科技资讯,2007,(7). 作者简介: 孟宪涛(1976一),男.黑龙江省海伦市.黑龙江八一农垦大 学工程学院,在读硕士,主要从事农业机械化及电气自动化的 研究工作. (上拉第17页) 3磁信号图检验法 3.1磁信号图检验法的特点 根据笔者相关的实践经验以及参阅相关的文献资料可知, 磁信号图检验法存在着如下几个方面的特点:1)只能对视听资 料的原始数据进行检验,这就是说磁信号图只能对视听资料是 否进行过编辑加工进行检验,而不能够对带机同一认定进行检 验;2)磁信号图检验法的途径很多,但是无论使用何种磁编改 痕迹显现方式均需要将磁带从磁盒中抽取出来,这在很大程度 上对视听资料造成了极大的危害;3)在使用胶体磁粉显现方法 的时候,需要将磁粉胶质溶液涂敷在处理好的待检验的视听资 料表面上. 3.2磁信号图检验法的基本原理 由实践经验可知,视听资料在记录的过程中,首先发生的 转化即为将声音以及光信息转化成为电信号,然后经过磁头的 记录,电信号在磁头处转化成为磁信号,然后这些磁信号就被 记录在视听资料的载体之上.此种信号实质上是磁性物质经过 磁化而成的特殊状态形成的某种特殊的空间分布,有人将之称 为磁信号图.磁信号图属于视听资料的一种物理形态,它主要 包含了上述被记录的视听资料的全部信息.如果需要对上述视 听资料进行一定的修改和编辑的时候,需要对电流可能会发生 的突变进行记录,电流的突变,势必会引起磁场的突变,磁场的 突变就会引起编辑点处的某些磁性物质的磁畴结构发生根本 性的变化,从而形成相应的磁信号网络. 4结论 综上所述,现代视听资料的发展速度十分之快,为侦查工 作提供了极大的便利.目前使用最多的视听资料技术主要有 三种,即摩擦痕迹法,声谱特征检验法以及磁信号图检验法. 上述三种技术具有各自的特点以及基本原理,在使用的过程 中,需要对各自的原理及特点加以掌握,才能够使视听资料检 验技术更好地服务于侦查工作,大大提高侦查效率. 参考文献: 【1】方萍,毛健丰.视听资料证据在侦查中的运用[J】.江苏公安 专科学校.2000,(6). [2】孟建国.视听资料检验技术方法的比较研究[J].警察技术, 2004,(6). 【3】任宁,朱咫渝.信息技术推动下的图书馆视听新服务【J].科 技情报开发与经济,2007.(12). f4】张晓萍.学习化社会进程中的大学图书馆[J].黄河水利职业 技术学院,2005,(2). [5】于清丽.数字图书馆与压缩技术叨.江西图书馆学刊,20o3,(2). 19