[實用新型]一種高壓晶閘管投切電容器閥組觸發電路

有效

• 申請號: 201420537529.2
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN204205604U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 謝正純;田茂城;司明起;劉國恩;張曉輝;隋松
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司貴陽局;榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術中晶閘管投切電容器觸發技術領域，尤其涉及一種高壓晶閘管投切電容器閥組觸發電路。

背景技術

隨著現代電力系統和電力電子技術的迅速發展，越來越多的大功率電力電子設備被應用在電力系統中。晶閘管投切電容器組(TSC)作為一種先進的無功補償設備，已經在國際上得到了廣泛的應用。傳統的機械投切電容器(MSC)應用斷路器對電容器組進行投切，投切瞬間的沖擊電流較大，且不能頻繁投切。和傳統的機械投切電容器相比，晶閘管投切電容器具有操作壽命長、沖擊電流小、可以頻繁投切等優點。

晶閘管閥組是晶閘管投切電容器裝置的核心設備，而晶閘管觸發板設計是晶閘管閥組設計的重點和難點。晶閘管觸發板工作于高壓區，直接控制晶閘管，設計難度大。另一方面，晶閘管觸發板與控制系統進行通信，直接參與控制，因此晶閘管觸發板設計的好壞直接影響閥組乃至TSC設備工作的可靠性。由于晶閘管觸發板直接參與控制，控制思路、控制策略不同，觸發板設計也不同，本專利涉及一種適用于高壓系統的晶閘管投切電容器閥組的晶閘管觸發電路。

TSC設備所帶負載屬電容負載，閥組在系統故障狀態下所承受的電流應力和電壓應力很大，對晶閘管觸發板設計的合理性和可靠性提出了更高的要求。傳統的TSC晶閘管觸發板采用脈沖列觸發方式對正反向晶閘管各觸發180°，以保證晶閘管不致在各自的導通期間關斷，但這樣增加了晶閘管門極的負擔，由于觸發功率的增加，同時增加了取能回路的體積和復雜程度，造成了不必要的熱損耗。同時，這種觸發方式嚴重依賴控制系統，不能和控制系統形成完整的閉環，系統的抗干擾能力差。另外，采用脈沖列觸發的系統無法再TSC閥組投入期間回報晶閘管狀態，容易出現大量晶閘管故障而系統無法跳閘的現象。

發明內容

為克服現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種高壓晶閘管投切電容器閥組觸發電路，能夠應用在各種高壓系統及低壓系統。采用單脈沖觸發，不需要系統進行電容預充電，可由電路板直接判斷閥組電壓過零點，直接對閥組(晶閘管)進行觸發，通過光電觸發實現TSC功能，結構簡單，可靠性高。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種高壓晶閘管投切電容器閥組觸發電路，包括取能及電源轉換電路、光接收電路、晶閘管電壓監測電路、電源電壓監測電路、邏輯電路、觸發脈沖形成電路、回報脈沖形成電路、光電轉換電路，晶閘管電壓監測電路、電源電壓監測電路、光接收電路、觸發脈沖形成電纜、回報脈沖形成電路均與邏輯電路連接，回報脈沖形成電路與光電轉換電路連接；

取能及電源轉換電路從高壓側獲取能量，將其轉換為+40V和+10V的直流電，向各電路提供所需的電源；

晶閘管電壓監測電路實時監測晶閘管電壓，并發出輸出信號到邏輯電路；

電源電壓監測電路監測電源電壓，并輸出信號到邏輯電路；

光接收電路接收控制系統傳輸的投切命令，并輸出信號到邏輯電路；

邏輯電路向觸發脈沖形成電路輸出10us的觸發信號，向回報脈沖形成電路輸出5us的觸發信號，回報脈沖形成電路通過光電轉換電路向控制系統回報以5us的光信號。

所述的邏輯電路主要由施密特非門、單穩態觸發器、三輸入與門組成，晶閘管監測電路與施密特非門U1連接，施密特非門U1與施密特非門U2串聯后分別與單穩態觸發器U3的4腳、三輸入與門U7的B腳連接；電源與電壓監測電路與施密特非門U4連接，施密特非門U4、施密特非門U5、三輸入與門U7的A腳依次連接；光接收電路與施密特非門U6連接，施密特非門U6通過電阻R1和三輸入與門的C腳連接，三輸入與門的輸出端Y腳與單穩態觸發器U8的12腳連接。

所述的施密特非門為MC14584。

所述的單穩態觸發器為MC14538。

所述的三輸入與門為74HC11。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)不采用脈沖列觸發晶閘管，而是通過實時監測晶閘管兩端電壓，當晶閘管有電壓建立時，觸發板自動產生單觸發脈沖，減小了觸發板不必要的熱損耗，極大地縮小了觸發板的體積。

2)由于采用了單脈沖觸發晶閘管，使得TSC系統投入之前不需要對電容器進行預充電，可以實現TSC閥組的“即投即切”，提高了TSC系統的性能。

3)在閥組投入期間，當晶閘管電壓建立時觸發板能夠自動觸發晶閘管，同時向控制系統回報晶閘管狀態信號，和控制系統形成了完整的閉環，增強了系統的可靠性。

附圖說明