一种晶闸管投切电容器触发脉冲的实现方法技术

本发明专利技术公开一种晶闸管投切电容器触发脉冲的实现方法，所述晶闸管阀组由数个晶闸管串联组成；所述实现方法的内容是：晶闸管阀组正向电压建立时，串联的各级晶闸管所对应的高电位控制单元从阀组的阻尼回路取能，取能完成的同时发出一个回报脉冲，控制设备检测回报脉冲，并统计个数；设定时间内，当控制设备收到的回报脉冲个数达到设定值后发出触发脉冲。此方法可确保在晶闸管阀组上的高电位控制单元自取能成功的同时，在接近阀组电压的过零点发出触发脉冲，并确保每个工频周期都能连续触发。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，所述晶闸管阀组由数个晶闸管串联组成；所述实现方法的内容是：晶闸管阀组正向电压建立时，串联的各级晶闸管所对应的高电位控制单元从阀组的阻尼回路取能，取能完成的同时发出一个回报脉冲，控制设备检测回报脉冲，并统计个数；设定时间内，当控制设备收到的回报脉冲个数达到设定值后发出触发脉冲。此方法可确保在晶闸管阀组上的高电位控制单元自取能成功的同时，在接近阀组电压的过零点发出触发脉冲，并确保每个工频周期都能连续触发。【专利说明】
本专利技术属于电力电子领域，特别涉及及采用该方法的晶闸管投切电容器装置。
技术介绍
晶闸管投切电容器(TSC)是一种常用的静止无功补偿装置。高压TSC装置其额定工作电压在6千伏及以上，因其可以实现高压并联电容器的无冲击涌流投入和电流的过零切除，所以可以很好地解决机械开关投切电容器所带来的合闸涌流和操作过电压问题，提高了设备的使用寿命。除可实现传统机械投切电容器装置所有的功能外，TSC装置因其具有快速响应性、可频繁动作性等，特别适用于大型冲击性、快速周期波动变化、非线性等负载的动态无功补偿领域。 三相TSC有多种拓扑结构，本专利技术所适用的拓扑是三相控制的Λ (三角形)接线方式，如图1所示，为晶闸管阀组反并联的接线方式。目前高压TSC装置中晶闸管阀组的高电位控制单元(TCU)大都采用电流取能的方式，通过外部的辅助高压回路供电，根据TCU的数量在回路中串接多个取能互感器(CT)，CT的负载即为TCU，从辅助供能回路中提取电流给TCU取能，参见《电力电子技术》杂志刊文“一种TSC型SVC中晶闸管高频送能系统的研究”及专利号为200510068193.5 “一种可控串联补偿装置的晶闸管阀的电流取能一次回路”的专利。 采用此种取能方式的晶闸管阀组需设计辅助回路，结构复杂，体积庞大。同时，电压等级越高，辅助回路的绝缘和局放问题越加突出。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供，其可确保在晶闸管阀组上的高电位控制单元自取能成功的同时，在接近阀组电压的过零点发出触发脉冲，并确保每个工频周期都能连续触发。 为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是: —种晶闸管投切电容器触发脉冲的实现方法，所述晶闸管阀组由数个晶闸管串联组成；所述实现方法的内容是:晶闸管阀组正向电压建立时，串联的各级晶闸管所对应的高电位控制单元从阀组的阻尼回路取能，取能完成的同时发出一个回报脉冲，控制设备检测回报脉冲，并统计个数；设定时间内，当控制设备收到的回报脉冲个数达到设定值后发出触发脉冲。 上述回报脉冲计数设定值等于晶闸管阀组串联晶闸管级数减去冗余级数。 上述统计回报脉冲个数的设定时间是50us?500us。 上述触发脉冲由一定宽度和间隔的脉冲序列组成，触发脉冲序列持续时间，脉冲宽度和脉冲间隔时间的设置满足阀组可靠触发的需要。 采用上述方案后，本专利技术为解决电流取能的问题，晶闸管阀组的TCU采用耦合自取能的方式，通过晶闸管两端配置的阻尼回路从系统电压获取能量，以保证TCU电路的正常工作，并提供触发所需能量，具有以下特点: (I)这种耦合取能型TSC装置的晶闸管阀组结构简洁，无需外加辅助供能回路，适合高电压大容量装置的实现； (2)采用此方法，触发时刻接近阀组电压的过零点。在晶闸管阀组的某级晶闸管故障或TCU故障无回报脉冲时，不影响同一串其余晶闸管的触发，满足了晶闸管阀组的冗余要求； (3)此方法还消除了 T⑶取能时间的不一致性对触发的影响，取能较快完成的T⑶所对应的晶闸管首先导通，系统交流电压将全部加在未完成取能的TCU上，能够加速该TCU的取能速度，同时触发脉冲保持一定宽度可确保较晚取能的TCU也能及时触发晶闸管； (4)采用该方法的TSC装置，所产生的少量谐波电流可通过串联电抗器来抑制。该方法无需对交流系统电压锁相，采用可编程逻辑器件即可实现。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术适用的三相晶闸管投切电容器的电路结构示意图； 图2是AB相阀组第一级晶闸管的电路结构示意图； 图3是高电位控制单元回报脉冲示意图； 图4是触发脉冲实现示意图； 图5是TSC电压电流波形示意图； 其中，4张子图的横坐标一致，都是时间轴，单位:s ;图(&)的纵坐标为交流系统电压，单位:kV;图(b)的纵坐标是阀组电压，单位:kV;图(C)的纵坐标是Λ接线内电流，单位:Α ;图((1)的纵坐标是Δ接线外电流,单位:Α。 【具体实施方式】 本专利技术提供，所述的晶闸管阀组由数个晶闸管串联而成，所述方法的内容是:在晶闸管阀组正向电压建立时，串联的各级晶闸管所对应的高电位控制单元(TCU)从阀组阻尼回路取能，取能完成的同时发出一个回报脉冲，控制设备检测回报脉冲，并统计个数；在设定时间内(通常取值50?500 μ S)，若控制设备收到的回报脉冲个数达到设定值(取值为晶闸管阀组串联晶闸管的级数减去冗余级数)则发出触发脉冲，所述触发脉冲由一定宽度和间隔的脉冲序列组成，且触发脉冲的序列持续时间、脉冲宽度和脉冲间隔时间的设置满足阀组可靠触发的需要。 以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。 如图2所示，以AB相阀组的第一级晶闸管为例，在电压的正半周，右侧的晶闸管承受正向电压，在电压过零点后很短时间内，高电位控制单元TCU_1+完成取能并发出回报脉冲IP_1+，见图3 ;同样，在电压的负半周，图2中左侧的晶闸管承受正向电压，在电压过零点后很短时间内，高电位控制单元TCU_1-完成取能并发出回报脉冲IP_1_ (如图3所示)。 如图4所示，当控制设备检测到第一个回报脉冲时，展开一个很短的检测窗口。在检测窗口内，对同一串阀组上的TCU所发出的回报脉冲进行统计。若接收到回报脉冲个数达到设定值时，立即发出触发脉冲，计数设定值可以取阀组的串联级数减去冗余级数。若在检测窗口内统计到的回报脉冲个数达不到计数设定值，则不触发。触发脉冲为脉冲序列，且脉冲持续时间，脉冲宽度和及脉冲序列的间隔均可设置。 采用此方法，由于触发脉冲在接近阀组电压过零点而非实际过零点发出，因此，会产生少量谐波电流，但这些谐波电流可通过串联合适的电抗器来抑制。图5所示的仿真波形，TSC阀组能够正常周期性触发，通过串联电抗，电流谐波得到很好的抑制。 本专利技术既满足了高电位控制单元耦合取能的要求，又使得晶闸管阀组的触发时刻接近阀组电压的过零点，可以满足晶闸管投切电容的实际使用要求，且无需对交流系统电压锁相，采用可编程逻辑器件即可方便实现。 以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。【权利要求】1.，所述晶闸管阀组由数个晶闸管串联组成；其特征在于所述实现方法的内容是:晶闸管阀组正向电压建立时，串联的各级晶闸管所对应的高电位控制单元从阀组的阻尼回路取能，取能完成的同时发出一个回报脉冲，控制设备检测回报脉冲，并统计个数；设定时间内，当控制设备收到的回报脉冲个数达到设定值后发出触发脉冲。2.如权利要求1所述的，其特征在于:所述回报脉冲计数设定值等于晶闸管阀组串联晶闸管级数减去冗余级数。3.如权利要求1所述的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶闸管投切电容器触发脉冲的实现方法，所述晶闸管阀组由数个晶闸管串联组成；其特征在于所述实现方法的内容是：晶闸管阀组正向电压建立时，串联的各级晶闸管所对应的高电位控制单元从阀组的阻尼回路取能，取能完成的同时发出一个回报脉冲，控制设备检测回报脉冲，并统计个数；设定时间内，当控制设备收到的回报脉冲个数达到设定值后发出触发脉冲。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，陈赤汉，张磊，刘磊，李乐乐，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32