[发明专利]一种高压固态复合开关阀基电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于电力系统的控制装置，特别涉及在无弧的情况下自动或者手动投 切接触器的阀基电子(VBE)装置。

背景技术

目前，电力电子设备常用的晶闸管阀基电子(VBE)装置主要是由电源板、触发逻辑板、 同步相位板、触发光接口板、阀监测板、光接收板和回报板组成，例如中国专利申请： CN200510102659.9描述了一种分层分布式接结构的静止无功补偿器监控平台，包括底层、中 层和上层三个层次，其中通讯管理机、SVC支路微机保护单元、辅助保护单元、水冷系统监 控、阀基电子设备处于底层，通过串行接口与监控平台中层连接并以串行方式实现底层分布 通讯。其主要缺陷为：VBE装置板卡多，结构功能复杂，输出信号经过多个板卡之间传递， 一旦出现故障，难以故障定位。无人机互动环节，人们无法直接对VBE装置进行手动操作。 本发明所涉及的阀基电子装置针对以上缺陷进行了创新升级。阀基电子装置结构简单，由电 源板，触发逻辑板、触发板和回报板组成。晶闸管阀基电子板的控制模块为以复杂可编程逻 辑器件CPLD为核心的可编程逻辑电路，便于维护和后续的升级开发。

发明内容

本发明的目的是为在最大程度上节省资源，减少固态复合开关VBE装置的外部接口， 便于人工对VBE装置进行操作，本发明通过采用电源板、触发逻辑板、触发板、回报板和 LED显示板作为固态复合开关VBE装置的主体，并增加了分合接触器和手动、自动以及退 出等人机互动环节，增加了复合开关的可操作性和可靠性。在需要补偿无功时通过控制晶闸 管的导通和关断实现接触器在电压的过零点投入以及支路电流的过零点切除，保证了系统无 功补偿的实时性，方便了值班人员。

本发明提出了一种固态复合开关阀基电子装置(VBE)，包括电源、中央控制单元、触发 逻辑板、回报板和人机接口部分，触发逻辑板和回报板与晶闸管阀串的触发板(TE板)采用光 纤进行连接。

其中，所述中央控制单元集成在所述触发逻辑板上，由双复杂可编程逻辑器件CPLD组 成，接收外部同步电压信号和人机接口部分的输入信号，并输出LED显示信号以及继电器节 点输出信号。

其中，所述人机接口部分包括工作状态扳手，分合扳手以及空气开关，其中，工作状态 扳手指示固态复合开关的手动工作方式、自动工作方式和固态复合开关退出方式，分合扳手 用于手动工作方式下进行手动分合固态复合开关，在退出方式下手动分合接触器，空气开关 作用是外部交直流电源开关以及电压互感器二次100V同步信号开关。

其中，所述阀基电子装置VBE采用直流220V供电的电源板，所述触发逻辑板采用以双 95144XL型CPLD作为控制核心，设置了15路输入，通过光电隔离与复杂可编程逻辑器件 CPLD连接，采用8路继电器无源节点输出，同时设置LED数码管显示驱动电路，驱动共30 路数码管，所述触发逻辑板采用光电输出，通过光纤将触发信号转换成可靠的光信号输出给 触发晶闸管的触发机构，保证了在有电力电子器件干扰的情况下将触发信号准确无误的传输 给晶闸管触发机构，所述回报板采用晶闸管回报机构回报的光信号，将其转换成电信号发送 给触发逻辑板。

其中，所述阀基电子装置VBE的每个周波都检查晶闸管和与晶闸管相连的晶闸管阀串的 触发板(TE板)的工作状态以及好坏，如果晶闸管以及晶闸管阀串的触发板(TE板)工作正常 时，显示在VBE机箱前面板上对应于每个晶闸管或TE板工作状态的LED上，得到投入和 切除并联电容器组的命令后，VBE装置在输入到VBE装置的电压互感器二次电压过零点给 晶闸管阀串的触发板(TE板)发出触发命令，由所述触发板触发晶闸管，晶闸管触发短时延时 之后，控制系统分合接触器，由于晶闸管处于导通状态，接触器被晶闸管短路，经过短时延 时之后再分合接触器，接触器在分合过程中不承受电压，也无电流，不会产生拉弧，如果晶 闸管或者触发板工作不正常，为了保护晶闸管，防止触发时不同步触发烧坏晶闸管的情况发 生，则不会发出触发命令，并产生报警，同时报警信号以继电器无源节点的形式远传给变电 站值班人员检查装置，

其中，为了变电站值班人员准确故障定位，阀基电子装置VBE针对晶闸管阀串采用一对 反并联晶闸管对应一个工作显示灯的方式，哪个工作显示灯灭，则表示该对晶闸管或TE板 取能相应出现故障；

具体的鉴别方式是：接触器在断开时，如果工作显示灯灭，如果TE板取能正常，则代表 阀体出现了故障；接触器闭合时，如果工作显示灯灭，则代表TE板出现了故障，