[实用新型]一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术中晶闸管投切电容器触发技术领域，尤其涉及一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路。

背景技术

随着现代电力系统和电力电子技术的迅速发展，越来越多的大功率电力电子设备被应用在电力系统中。晶闸管投切电容器组(TSC)作为一种先进的无功补偿设备，已经在国际上得到了广泛的应用。传统的机械投切电容器(MSC)应用断路器对电容器组进行投切，投切瞬间的冲击电流较大，且不能频繁投切。和传统的机械投切电容器相比，晶闸管投切电容器具有操作寿命长、冲击电流小、可以频繁投切等优点。

晶闸管阀组是晶闸管投切电容器装置的核心设备，而晶闸管触发板设计是晶闸管阀组设计的重点和难点。晶闸管触发板工作于高压区，直接控制晶闸管，设计难度大。另一方面，晶闸管触发板与控制系统进行通信，直接参与控制，因此晶闸管触发板设计的好坏直接影响阀组乃至TSC设备工作的可靠性。由于晶闸管触发板直接参与控制，控制思路、控制策略不同，触发板设计也不同，本专利涉及一种适用于高压系统的晶闸管投切电容器阀组的晶闸管触发电路。

TSC设备所带负载属电容负载，阀组在系统故障状态下所承受的电流应力和电压应力很大，对晶闸管触发板设计的合理性和可靠性提出了更高的要求。传统的TSC晶闸管触发板采用脉冲列触发方式对正反向晶闸管各触发180°，以保证晶闸管不致在各自的导通期间关断，但这样增加了晶闸管门极的负担，由于触发功率的增加，同时增加了取能回路的体积和复杂程度，造成了不必要的热损耗。同时，这种触发方式严重依赖控制系统，不能和控制系统形成完整的闭环，系统的抗干扰能力差。另外，采用脉冲列触发的系统无法再TSC阀组投入期间回报晶闸管状态，容易出现大量晶闸管故障而系统无法跳闸的现象。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，能够应用在各种高压系统及低压系统。采用单脉冲触发，不需要系统进行电容预充电，可由电路板直接判断阀组电压过零点，直接对阀组(晶闸管)进行触发，通过光电触发实现TSC功能，结构简单，可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，包括取能及电源转换电路、光接收电路、晶闸管电压监测电路、电源电压监测电路、逻辑电路、触发脉冲形成电路、回报脉冲形成电路、光电转换电路，晶闸管电压监测电路、电源电压监测电路、光接收电路、触发脉冲形成电缆、回报脉冲形成电路均与逻辑电路连接，回报脉冲形成电路与光电转换电路连接；

取能及电源转换电路从高压侧获取能量，将其转换为+40V和+10V的直流电，向各电路提供所需的电源；

晶闸管电压监测电路实时监测晶闸管电压，并发出输出信号到逻辑电路；

电源电压监测电路监测电源电压，并输出信号到逻辑电路；

光接收电路接收控制系统传输的投切命令，并输出信号到逻辑电路；

逻辑电路向触发脉冲形成电路输出10us的触发信号，向回报脉冲形成电路输出5us的触发信号，回报脉冲形成电路通过光电转换电路向控制系统回报以5us的光信号。

所述的逻辑电路主要由施密特非门、单稳态触发器、三输入与门组成，晶闸管监测电路与施密特非门U1连接，施密特非门U1与施密特非门U2串联后分别与单稳态触发器U3的4脚、三输入与门U7的B脚连接；电源与电压监测电路与施密特非门U4连接，施密特非门U4、施密特非门U5、三输入与门U7的A脚依次连接；光接收电路与施密特非门U6连接，施密特非门U6通过电阻R1和三输入与门的C脚连接，三输入与门的输出端Y脚与单稳态触发器U8的12脚连接。

所述的施密特非门为MC14584。

所述的单稳态触发器为MC14538。

所述的三输入与门为74HC11。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)不采用脉冲列触发晶闸管，而是通过实时监测晶闸管两端电压，当晶闸管有电压建立时，触发板自动产生单触发脉冲，减小了触发板不必要的热损耗，极大地缩小了触发板的体积。

2)由于采用了单脉冲触发晶闸管，使得TSC系统投入之前不需要对电容器进行预充电，可以实现TSC阀组的“即投即切”，提高了TSC系统的性能。

3)在阀组投入期间，当晶闸管电压建立时触发板能够自动触发晶闸管，同时向控制系统回报晶闸管状态信号，和控制系统形成了完整的闭环，增强了系统的可靠性。

附图说明