[发明专利]一种晶闸管投切电容器阀组触发系统

说明书

技术领域

本发明属于电力电子与电力系统应用领域，特别涉及一种晶闸管投切电容器阀组触发系统。

背景技术

随着大功率电力电子技术的成熟和电力系统发展的需要，越来越多的电力电子设备已经应用到电力系统中来。

电容器的分组投切在较早的时候大都是用机械断路器来实现的，这就是机械投切电容器（MSC）；将串联晶闸管阀组应用于电容器投切中，就出现了晶闸管投切电容器（TSC）。和机械断路器相比，晶闸管的操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，以减少投切时的冲击电流和操作过电压。

晶闸管投切电容器中最为关键的技术是高压串联晶闸管阀组的触发问题，早期的电磁触发很少应用在高压场合，而直接光触发晶闸管由于技术及成本的因素还未广泛推广，目前使用最广的方法是光电触发，其中有两个难点：一、处于高电位的触发板的供电问题；二、晶闸管触发及保护问题。目前业内有一些技术方案，如申请号为200820204692.1的中国实用新型专利公开了一种用于静止无功补偿装置的晶闸管阀光电触发板，其很好地解决了晶闸管阀组的触发与过压保护，但其并不适用于晶闸管投切电容器阀组。一方面其高电位取能回路为电压取能方式，而晶闸管投切电容器阀组导通后阀组两端没有电压，无法获得触发所需能量；另外一方面其BOD保护门槛电压设置接近晶闸管耐压极限，而在晶闸管投切电容器阀组应用中，如果此刻触发开通晶闸管阀组必然在系统中产生巨大电压电流冲击，严重时损坏设备。又如申请号为200810100878.7的中国发明专利公开了一种晶闸管阀高电位电子板，能够实现一个触发命令同时触发两只共阴极晶闸管，但其每个取能电路都需要一个安装于串联阀组的取能电流互感器，并需要配备复杂的电源转换电路，这对高压串联阀组的设计及高电位电子板电路设计提出了较高的要求。再如申请号为200810057660.8的中国发明专利公开了一种高频电流电源送能系统，可应用于晶闸管阀光电触发系统中高电位电子板的取能，但其本质上是通过一根特殊的高频送能电缆将位于低电位的电能送至高电位，通过送能电缆实现电压隔离，35kV及以上电压较难实现；同时每个位于高电位的电子板均需要一个磁环及与之配套的整流变换电路，电路设计复杂。

针对高压场合晶闸管投切电容器阀组，目前没有较简单可靠的触发控制系统。本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种晶闸管投切电容器阀组触发系统，其工作可靠，抗干扰能力强，无高压隔离问题，尤其适合应用于35kV及以上电压等级的晶闸管投切电容器阀组触发系统，解决了串联晶闸管阀组触发问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种晶闸管投切电容器阀组触发系统，用于对晶闸管阀组实现投切，所述的晶闸管阀组包含依次串联的数个晶闸管单元，每个晶闸管单元都由两个相互反并联的晶闸管构成；所述触发系统包括取能单元、逻辑单元、电源监视单元、电压检测单元、光接收单元、跟随触发单元、触发放大单元和光发射单元，其中：

取能单元从高电位获取触发系统工作所需能量；

电源监视单元连接取能单元，检测取能电压，并在取能不足时向逻辑单元发送故障信号；

电压检测单元分别连接晶闸管的阳极和取能单元，当检测晶闸管阳极电压达到设定值时向逻辑单元输出信号；

逻辑单元在接收到电压检测单元的输出信号时通过光发射单元向上级控制单元回报光脉冲，同时向跟随触发单元发送信号；所述逻辑单元通过光接收单元接收来自上级控制单元的触发光脉冲，并在收到该触发光脉冲后，控制触发放大单元触发晶闸管开通；

所述光发射单元和光接收单元均通过光纤连接上级控制单元；

所述触发放大单元连接晶闸管门极，在逻辑单元的控制箱触发晶闸管正常开通；

所述跟随触发单元连接触发放大单元，检测晶闸管工作状态，并在晶闸管发生延迟开通时自动触发晶闸管开通。