带有改进的门电路的无功功率补偿设备制造技术

一种无功功率补偿设备，其中电抗器与反并联可控硅串联，可控硅正向电压信号和由相控信号置位的接通周期信号进行逻辑与，以产生触发脉冲，控制电抗器的电流。该设备有第一电路，用来检测导通结束后加在导通可控硅上的反向电压保持的预定时间；第二电路，用来检测未导通可控硅加上触发脉冲后，其导通状态持续的长于其关断时间的预定时间；以及第三电路，它利用第一电路或第二电路的输出使导通可控硅的接通周期信号复位。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于可控硅相控电抗器的稳态无功率补偿设备，该可控硅相控电抗器由一个可控硅阀和一个电抗器组成。更具体地说，本专利技术涉及一种带有改进的门电路的无功功率补偿设备。为了电力系统的稳定，常用到无功功率补偿设备(以下称为SVC)。该无功功率补偿设备包括一个可控硅相控电抗器(以下称为TCR)，它用于调整滞后的无功功率。在常规的TCR中，由于在控制角α＝0°下触发后有一个极小的反向电压加到阀上而出现的部分整流失灵，以及由此产生的在该阀中的可控硅被击穿，使无功功率补偿设备无法起SVC的作用。本专利技术的目的是提供一种无功功率补偿设备，它可使SVC即使在产生一个极小的反向电压的时候(即在α＝0°下触发时)仍能正常工作，而常规门电路则不能控制其工作。为了达到这一目的，本专利技术包括第一装置，它用来检测处于导通状态的可控硅当其导通结束后，在预定时间T4内被加上一个反向电压;以及第二装置，它用来检测可控硅的导通状态，该状态在施加一个触发脉冲后持续一段所期望的时间T3，它长于不导通的可控硅的关断时间;该第一或第二装置用来重新设定正导通的可控硅的“接通”周期的信号。在带有第一和第二装置的设备中，如果在α＝0°时产生一个错误或故障触发信号，则被错误地触发的可控硅的“接通”周期(导通相位角)就会扩展到大约360°。在这种情况下，与被错误地触发的可控硅反并联连接的可控硅的“接通”周期很短，但随时间逐渐变长，随着“接通”周期的扩展，当测出可控硅的“接通”周期已经持续了所期望的时间周期T3后，则该被错误地触发的可控硅“接通”周期被重新设定。此后，如果检测出每一可控硅从其导通结束已加上了一预定时间的反向电压，此预定时间短于可控硅的关断时间，则将每一可控硅的“接通”周期信号复位。附图说明图1是按照本专利技术的一个实施例的门电路的框图，它用于采用可控硅相控电抗器的无功功率补偿。图2是时域图，用于解释图1的门电路的工作过程。图3是表示用一个计算机控制的电路替代图1的门电路时的配置的方框图。图4是一个流程图，它说明图3的计算机控制的电路的工作过程。将参照附图描述本专利技术的较佳实施例。在这里的描述中，为简单起见，同样的或功能相同的元件由同样的或相似的参考数表示。在图1中，三相交流电系统的RST连接到一个△型连接的TCR上，该TCR带有一个U-相可控硅阀、一个V-相可控硅阀、一个W-相可控硅阀、一个X-相可控硅阀、一个T-相可控硅阀、一个Z-相可控硅阀及三个电抗器L。下面将详细描述三相TCR的U相和X相(尽管省略了对其它相的描述，但V相、Y相;W相、Z相与U相、X相的配置相同)U-相电压检测器VDU和X-相电压检测器VDX连接到U-相和X-相可控硅阀，U-相和X-相可控硅阀以相反方向并联连接(即反并联连接)。当在U-相可控硅阀上加一正向电压时，U-相电压检测器VDU以逻辑电平1产生正向电压信号FV-U;而当在X-相可控硅阀上加一正向电压时，X-相电压检测器VDX以逻辑电平1产生正向电压信号FV-X。信号FV-U和FV-X例如通过光纤分别送到U-相门电路100U和X-相门电路100X。当给U-相阀加一正向电压并给X-相阀加一反向电压时，FV-U＝1，FV-X＝0。另一方面，当给U-相阀加一反向电压并给X-相阀加一正向电压时，FV-U＝0而FV-X＝1。当U-相阀和X-相阀上均未加正向电压时，FV-U＝FV-X＝0。U-相门电路100U包括一个触发器1U，它由U-相的相控制信号PHS-U设定。输出PHS1-U耦合到与门2U，与门2U还加有正向电压信号FV-U。当HS1-U和FV-U的逻辑积是逻辑1时，则脉冲发生器3U，例如多谐振荡器，被触发，产生门脉冲GP-U以触发U-相阀。X-相门电路100X包括一个触发器1X，它由X-相的相控制信号PHS-X设定。输出PHS1-X耦合到与门2X，与门2X还被加以正向电压信号FV-X。当HS1-X和FV-X的逻辑积是逻辑1时，则脉冲发生器3X被触发，产生门脉冲GP-X从而触发X-相阀。U-相的门电路100U还包含一个与门4U，它当其输入处于GP-X＝1和FV-X＝FV-U＝0时，产生逻辑1的信号FFS1-U。这一信号FFS1-U使触发器5U置位，触发器5U由U-相门脉冲GP-U复位。触发器50的输出FFR1-U被输入到定时器6U，该定时器提供一个延迟时间T3(T3与可控硅的零伏关断时间一样长，通常是2-3毫秒)。定时器6U在加上FFR1-U经过一段时间T3以后输出一个信号FFR2-U(＝1)。另一方面，X-相正向电压信号FV-x加在延迟时间为T4(T4小于T3且通常等于可控硅的关断时间，0.7-1毫秒)的定时器9U上。定时器9U在加上FFR1-U经过一段时间T4后输出一个信号FV-X2(＝1)。由信号FFR2-U触发的脉冲发生器7U的输出以及由信号FV-X触发的脉冲发生器10U的输出被输入到或门8U上，或门8U将脉冲发生器7U的输出(＝1)与脉冲发生器10U的输出(＝1)的逻辑和信号RS-U加到触发器1U上。触发器1U由信号RS-U复位。X相门电路100X还包含一个与门4X，在其输入处于GP-U＝1及FV-U＝FV-X＝0时产生一个逻辑1的信号FFS1-X。这一信号FFS1-X＝1使触发器5X置位，触发器5X由X相门脉冲GP-X复位。触发器5X的输出FFR1-X被输入到定时器6X，该定时器提供时间延迟T3。在加上FFR1-X的一段时间T3以后，定时器6X输出一个信号FFR2-X(＝1)。另一方面，U-相的正向电压信号FV-U被加到延迟时间为T4的定时器9X上，在加上FV-U的一段时间T4以后，定时器9X输出一个信号FV-U2(＝1)。由信号FFR2-X触发的脉冲发生器7X的输出及由信号FV-U2触发的脉冲发生器10X的输出被加到或门8X上。或门8X把脉冲发生器7X的输出(＝1)与脉冲发生器10X的输出(＝1)的逻辑和信号RS-X送到触发器1X。触发器1X由信号RS-X复位。正是以这种方式构成了U-相门电路100U和X-相门电路100X。这些门电路中各种信号产生的时序及其脉宽在图2中举例予以说明。图2中，V代表通过每一个U-相阀及X-相阀的电压波型，而I代表通过每个U-相阀和X-相阀的电流波型。图2的左边一半代表在α＝0°触发时的各种波型，而右边一半则表示容限角度足够大时的各种波型。如果系统R、S、T的电压正常且不产生错误或故障脉冲，则容限角就足够大。因此，每一相的可控硅阀中的多个可控硅不会因为容限角太小而在部分整流中失灵。在这种情况下，由于加在U-相阀上的反向电压足够大(换句话说，在X-相阀上加了一个正向电压)，所以，FV-X＝1，以致与门4U关闭。触发器5U由于FV-X＝1而不触发从而定时器6U不起动而定时器9U却起动。因此，触发器1U是由定时器9U在T4的时间延迟后复位，从而U相阀的导通结束。接着X-相阀开始导通。图1的实施例有两种使触发器1U复位的方法，该触发器提供代表U-相阀“接通”周期的信号PHS1-U。这两种方法是(1)利用当加在U-相阀上的反向电压足够大(FV-X＝1)时定时器9U开始工作，在FV-X从逻辑0变成逻辑1经过一段时间T4之后，进行复位。(2)在产生门脉冲GP-X使X-相阀导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功功率补偿设备包括：一个可控硅相控电抗器，它包含由一对反向并联连接的可控硅阀（Ｕ，Ｘ）和一个电抗器（Ｌ）串联的电路，该电路连接到交流电力系统（Ｒ，Ｓ，Ｔ）；电压检测装置（ＶＤＵ，ＶＤＸ），它们用来检测加在所述可控硅阀对（Ｕ，Ｘ ）的正向电压，当加在所述可控硅阀对上的是一正向电压时产生一个正向电压信号ＦＶ－Ｕ，当加在可控硅阀对上的是一反向电压时产生一个反向电压信号ＦＶ－Ｘ；一个门脉冲发生装置（１Ｕ－３Ｕ），它由预定的导通控制信号ＰＨＳ－Ｕ置位并对正向电压信号（Ｆ Ｖ－Ｕ）作出响应，从而产生一个门脉冲信号（ＧＰ－Ｕ）触发所述可控硅阀对中的一个可控硅（Ｕ）；第一装置，它用于所述门脉冲信号发生装置的复位，复位发生于在既没有产生正向电压信号也没有产生反向电压信号的条件下触发所述可控硅对组（Ｕ，Ｘ）的另一 个可控硅（Ｘ）的另一个门脉冲（ＧＰ－Ｘ）产生后的一个第一时间间隔Ｔ↓［３］之后，该时间间隔长于所说的可控硅的关断时间，从而避免产生一个门脉冲信号直至接着产生导通控制信号（ＰＨＳ－Ｕ）为止；第二装置（８Ｕ－１０Ｕ），它用于当产生反向电压信 号时所述门脉冲发生装置的复位，该反向电压信号产生于自所述可控硅阀对组的一个可控硅阀的导通终止时起经过一个第二预定的时间Ｔ↓［４］之后，这一时间间隔短于第一个预定的时间间隔Ｔ↓［３］；从而避免产生一个门脉冲信号直至接着产生导通控制信号为止。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1988-12-12 313234/881.一种无功功率补偿设备包括一个可控硅相控电抗器，它包含由一对反向并联连接的可控硅阀(U，X)和一个电抗器(L)串联的电路，该电路连接到交流电力系统(R，S，T)；电压检测装置(VDU，VDX)，它们用来检测加在所述可控硅阀对(U，X)的正向电压，当加在所述可控硅阀对上的是一正向电压时产生一个正向电压信号FV-U，当加在可控硅阀对上的是一反向电压时产生一个反向电压信号FV-X；一个门脉冲发生装置(1U-3U)，它由预定的导通控制信号PHS-U置位并对正向电压信号(FV-U)作出响应，从而产生一个门脉冲信号(GP-U)触发所述可控硅阀对中的一个可控硅(U)；第一装置，它用于所述门脉冲信号发生装置的复位，复位发生于在既没有产生正向电压信号也没有产生反向电压信号的条件下触发所述可控硅对组(U，X)的另一个可控硅(X)的另一个门脉冲(GP-X)产生后的一个第一时间间隔T3之后，该时间间隔长于所说的可控硅的关断时间，从而避免产生一个门脉冲信号直至接着产生导通控制信号(PHS-U)为止；第二装置(8U-10U)，它用于当产生反向电压信号时所述门脉冲发生装置的复位，该反向电压信号产生于自所述可控硅阀对组的一个可控硅阀的导通终止时起经过一个第二预定的时间T4之后，这一时间间隔短于第一个预定的时间间隔T3；从而避免产生一个门脉冲信号直至接着产生导通控制信号为止。2.根据权利要求1的设备，其中所述电压探测装置包括装置(VDU，VDX)，当在所说的可控硅阀对组中的一个可控硅(U)上加一正向电压时所述装置探测一个正向电压从而产生一个正向电压信号(FV-U)，或者当在所述可控硅上加一反向电压时，探测一个反向电压从而产生一反向电压信号(FV-X);以及当在可控硅阀对组的所述另一可控硅(X)加一正向电压时，产生另一正向电压信号(FV-X)，或者当在所述另一可控硅阀上加一反向电压时产生另一反向电压信号(FV-U)。3.根据权利要求2的设备进一步包括另一个门脉冲发生装置(1X-3X)，它由一个预定的另一个导通控制信号(PHS-X)置位，并响应另一正向电压信号(FV-X)，从而产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊野秀俊，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]