一种基于高压晶闸管投切电容器的光电触发装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于高压晶闸管投切电容器ＴＳＣ的光电触发装置，包括相互连接的触发逻辑板和光发射板，该装置还包括一用于实时检测电容两端电压的电容残压检测装置，所述电容残压检测装置与触发逻辑板相连接。该光电触发装置以触发逻辑板上的逻辑处理单元作为逻辑运算核心，接收各种控制命令和角度信号，通过检测电容残压作为首次投入时刻的相位角度和阀串方向的判据，完成Ａ、Ｂ、Ｃ三相各自的逻辑运算，层次清晰，逻辑简单明了，便于维护和后续的升级开发。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种基于高压晶闸管投切电容器的光电触发装置
本技术属于电力系统控制器领域，具体涉及一种基于高压晶闸管投切电容 器TSC的光电触发装置。
技术介绍
目前，电力系统和工业系统中，投切电容器普遍采用的机械式的断路器或其 他机械式设备完成，例如申请号为01276142.7的中国技术专利，其公开了一种高 压电容器用多组循环投切开关，其虽然可以实现投切电容器补偿无功功率的目的，但 存在着断路器使用寿命低，电容投切时冲击电流大等缺点。而电力电子设备普遍采用 的的晶闸管阀基电子(VBE)装置主要应用于晶闸管控制电抗器装置中，例如申请号为 200510102659.9的中国专利技术专利，其公开了一种分层分布式结构的静止无功补偿器监控 平台，该监控平台可以很好的适用于电抗器的投切控制，但是当投切对象为电容时，由 于负载特性的不同，其不能满足电容可靠投切的需要。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本技术的目的在于提供一种层次清晰、逻 辑简单明了、便于维护和升级开发的基于高压晶闸管投切电容器TSC的光电触发装置。本技术的技术方案如下—种基于高压晶闸管投切电容器的光电触发装置，包括相互连接的触发逻辑板 和光发射板。其中，该装置还包括一用于实时检测电容两端电压的电容残压检测装置，所述 电容残压检测装置与触发逻辑板相连接。其中，所述触发逻辑板包括输入电路、逻辑处理单元和驱动电路，所述输入电 路将接收到的信号传给逻辑处理单元，所述逻辑处理单元对信号进行逻辑运算后再发送 给驱动电路进行缓冲驱动。其中，所述输入电路包括TSC投退命令输入电路、电压同步信号输入电路、跳 闸命令输入电路、闭锁命令输入电路和电容残压信号输入电路。其中，所述逻辑处理单元采用三片复杂可编程逻辑器件CPLD。其中，所述光发射板包括电光转换电路。其中，所述触发逻辑板和光发射板均插接于机箱的背板上并通过背板上的印制 线实现信号的传递。其中，所述电容残压检测装置采用电压比较电路实时检测并联于电容两端的电 阻电压。本技术的有益效果在于该光电触发装置以触发逻辑板上的逻辑处理单元 (三片CPLD)作为逻辑运算核心，接收各种控制命令和角度信号，通过检测电容残压作 为首次投入时刻的相位角度和阀串方向的判据，完成A、B、C三相各自的逻辑运算，层 次清晰，逻辑简单明了，便于维护和后续的升级开发。附图说明图1是本技术所述光电触发装置的结构示意图；图2是本技术所述光电触发装置首次投切的逻辑示意图；图3是电容残压检测装置的逻辑示意图；图4是电容残压信号输入电路原理图；图5是跳闸命令、闭锁命令、TSC投退命令输入电路原理图；图6是三相电压同步信号输入电路原理图；图7是CPLD的电路原理图；图8是驱动电路原理图；图9是电光转换电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的光电触发装置做进一步详细的说明。如图1所示，该光电触发装置包括触发逻辑板、光发射板和电容残压检测装 置，分别插接于机箱背板上的触发逻辑板和光发射板通过背板上的印制线实现信号的传 递，触发逻辑板与电容残压检测装置通过线缆连接。使用时，需将该光电触发装置的光 发射板与晶闸管阀串的触发板(TE板)通过光纤连接，将触发逻辑板与高压晶闸管投切电 容TSC通过光纤和线缆相连接。触发逻辑板包括输入电路、逻辑处理单元和驱动电路，逻辑处理单元以采用三 片CPLD为佳，输入电路包括处理同步电压角度信号的TSC投退命令输入电路、电压同 步信号输入电路、跳闸命令输入电路、闭锁命令输入电路和电容残压信号输入电路。输 入电路接收高压晶闸管投切电容器TSC发送的TSC投退命令、同步电压角度信号、跳间 命令、闭锁命令以及由电容残压检测装置发送的电容残压信号，然后将上述命令及信号 发送至逻辑处理单元进行逻辑计算，再发送给驱动电路进行缓冲驱动后，驱动电路输出 电脉冲信号到光发射板，通过光发射板上的电光转换电路完成电光转换，输出光脉冲信 号。本技术采用触发逻辑板和光发射板作为高压晶闸管投切电容装置的光电触 发装置的主体，利用电容残压检测装置采集到的电容残压作为电容首次投切时刻的判 据，光发射板与晶闸管阀串的触发板(TE板)采用光纤进行连接，完成在TE板上晶闸管 阀的触发和阀电源阀状态的回报判断。触发逻辑板接收高压晶闸管投切电容调节单元发 送的同步电压角度信号、TSC投退命令、跳闸命令、闭锁命令以及电容残压检测装置发 送的电容残压信号，由三片CPLD组成的逻辑处理单元完成逻辑运算输出电脉冲到光发 射板完成电光转换，通过光纤发送光脉冲信号到晶闸管阀的触发板(TE板)实现包括触 发、阀电源召唤、阀状态召唤在内的不同逻辑功能。如图2所示，逻辑处理单元接收经输入电路传来的TSC投退命令、同步电压角 度信号、跳闸命令、闭锁命令以及电容残压检测装置发送的电容残压信号，完成A、B、 C三相各自的逻辑运算，在所在相的不同角度输出脉冲群，实现相应功能。高压晶闸管 投切电容光电触发装置的具体逻辑实现如下光电触发单元发送TE板三脉冲表示触发， 双脉冲表示阀电源召唤，单脉冲表示阀状态召唤，其中母线电压正向90°向正向阀发送双脉冲，负向90°向负向阀发送双脉冲，正向165°向正向阀发送单脉冲，负向165° 向负向阀发送单脉冲，而三脉冲触发信号的角度位置首次与其后的则不同，首次三脉冲 出现位置依据残压监测箱实时检测TSC所投切电容的电压而定，当电容电压大于2500V 时，电容残压检测装置输出MV传给触发逻辑板，否则输出0V。触发逻辑板通过比较电 路判断电容残压状态，当残压检测输入为高时，认定电容为正向残压状态，则首次三脉 冲发送为负向阀母线电压180°，否则，认定电容为负向残压状态，则首次三脉冲发送为 正向阀母线电压0°。其后的三脉冲触发命令，则遵循正向阀负相90°触发，负相阀正 向90°触发的原则。触发逻辑板同时接收高压晶闸管投切电容器TSC中的调节单元发送 的TSC投退命令、跳闸命令、闭锁命令，其中跳闸命令、闭锁命令具有最高的优先级， 当至少其一有效(高电平)时，触发逻辑板只发送单脉冲、双脉冲，没有三脉冲触发信 号，而当其均为低电平时，触发逻辑板发送脉冲参照TSC投退命令，当TSC投退命令有 效时(高电平)，触发逻辑板发送单脉冲双脉冲三脉冲，且在TSC投退命令有效的首个母 线电压周期内，区分三脉冲触发位置。如图3所示，电容残压检测装置采用电压比较电路实时检测并联于电容两端的 电阻电压，比例后即为电容电压，作为电容首次投切时刻的判定依据。当电容电压大于 2500V时，电容残压检测装置输出MV，否则输出0V。如图4所示为电容残压信号输入电路原理图，采用电压比较器芯片LM393完成 电压比较的功能，设置门槛电压为3V，迟滞0.1V，防治波动。比较结果经光耦隔离及非 门74LS04缓冲后形成三相电容残压信号VA、VB、VC传给图6中CPLD的引脚19，图 4中只列出了 A相电压的比较电路，B相、C相电路与此相同。电容残压检测装置实时 检测电容残压，电容残压高于2500V时，输出信号MV，否则，输出信号0V。如图5所示，跳间信号TZ和闭锁信号BS经光耦隔离后，采用阻容进行滤波，然 后通过非门74LS04驱动整形后传给图6中CPLD的引脚9 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高压晶闸管投切电容器的光电触发装置，其特征在于：该装置包括相互连接的触发逻辑板和光发射板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏，林韩，吴文宣，李卫国，赵刚，陈金祥，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，福建省电力试验研究院，福建省电力有限公司，中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]