一种TSC型低压动态投切开关的触发装置及触发控制方法制造方法及图纸

一种TSC型低压动态投切开关的触发装置及触发控制方法，涉及一种TSC型触发装置及触发控制方法。为解决现有TSC无功补偿的系统出现检测方波信号在电网电压零点附近多次电平跳跃现象的问题。该触发装置包括A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置，且A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置的结构完全相同，其中，A相触发装置包括检测单元、逻辑处理单元、触发单元一和触发单元二；该装置的检测单元用于采集晶闸管功率单元的电压信号，并将该电压信号输出至逻辑处理单元的脉冲信号输入端；所述逻辑处理单元发送投切信号给触发单元一、二；触发单元一、二发送触发命令信号至晶闸管功率单元。本发明专利技术应用于电力系统和工业系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种TSC型触发装置及触发控制方法。
技术介绍
近年来，由于电网容量的增加，对电网无功要求也日益增加。解决好电网无功补偿问题，提高功率因数，以降低线损，节约能源，挖掘发供电设备的潜力，是当前各国电网发展的趋势。据统计，输电线路、高压配电网和低压用户的三大部分的线损中，低压用户的线损最大，大量的无功功率严重降低了系统的功率因数，增大了线路的电失和电能损耗，严重影响着能源、制造等相关行业的经济效益。因此，无功功率补偿对改善电能质量，稳定系统电压意义重大。由于低压配电建设滞后，网架薄弱、设施老化、线路线径小，配电变压器大部份为高能耗变压器，所以电力部门大力推广低压无功就地补偿装置。低压补偿是直接对输电线路和用电负荷进偿，效果比较理想。目前，在电力系统和工业系统中，较多采用无源电力滤波装置和晶闸管控制电抗器装置，例如申请号为200820032974.8的中国技术专利，其公开了一种低压动态无功补偿装置，该系统可以进行无功功率补偿、抑制电压波动和提高功率因数，但无源电力滤波装置只能补偿固定的无功功率，晶闸管控制电抗器装置在工作中产生的感性无功电流会被固定电容中的容性无功电流抵消掉，容易造成器件和容量的浪费，并且由于输配电线路和负荷多呈现感性，因此在电力系统中多采用电容进行补偿。晶闸管投切电容器组(Thyristor Switched capacitor简称TSC),在解决电网稳定性以及配电电能质量等问题中发挥了相当重要的作用，其中，TSC是Thyristor SwitchedCapacitor的缩写，以下简称TSC。选择适当的时刻触发晶闸管，使电容器的投入不会对系统造成冲击，是设计TSC控制电路中最为关键的技术。选取合适的触发时刻总的原则是，TSC投入电容时，也就是晶闸管开通的时刻，必须是电源电压与电容器残压的幅值和相位相同。这是由于若投入时刻电容上的电压与系统电压不相等，将会导致电容上的电压发生突变，根据电容器的特性，会造成很大的冲击电流，很可能破坏晶闸管或给电源带来高频振荡等不良影响。但是无论投入前电容器充电电压(也称残压)是多少，其往往都是不易测量的，所以必须通过其他一些方法来选取合适的开关时刻。由于TSC无功补偿的系统大多数为谐波电流比较严重的场合，而谐波电流会引起电压畸变，特别是在煤炭、冶炼、化工等行业尤为严重。因此如果采用简单的过零比较器产生检测信号，就会出现检测方波信号在电网电压零点附近多次电平跳跃现象，从而导致程序混乱，造成晶闸管阀误触发，严重的时候可能使晶闸管阀损坏。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有TSC无功补偿的系统出现检测方波信号在电网电压零点附近多次电平跳跃现象的问题，提供了一种TSC型低压动态投切开关的触发装置及触发控制方法。一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，该触发装置包括A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置，且A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置的结构完全相同，其中，A相触发装置包括检测单元、逻辑处理单元、触发单元一和触发单元二；所述检测单元用于检测待触发的晶闸管功率单元的一号电压信号和二号电压信号；所述一号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元两端的电压正向过零时，经过晶闸管功率单元的电压；所述二号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元两端的电压反向过零时，经过晶闸管功率单元的电压；所述晶闸管功率单元的一号电压信号输出端连接检测单元的一号电压信号的输入端;所述晶闸管功率单元的二号电压信号输出端连接检测单元的二号电压信号的输入端;所述检测单元的脉冲信号输出端连接逻辑处理单元的脉冲信号输入端；所述逻辑处理单元的两个投切信号输出端分别连接触发单元一的投切信号输入端和触发单元二的投切信号输入端；触发单元一的触发命令信号输出端为晶闸管功率单元的一个触发命令信号输入端;触发单元二的触发命令信号输出端为晶闸管功率单元的另一个触发命令信号输入端;所述触发单元一和触发单元二的结构相同。应用一种TSC型低压动态投切开关的触发装置的触发控制方法，所述A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置的触发控制方法相同，该A相触发装置的触发控制方法的实现过程为:检测单元所采集到的晶闸管功率单元两端的电压信号，该电压信号经过检测单元进行整形和滤波后，输出滤波后的电压信号至逻辑处理单元；逻辑处理单元对该滤波后的电压信号进行判断:当晶闸管功率单元两端的电压为正半周期接近零点时，逻辑处理单元输出投切信号AC2给触发单元二 ；该触发单元二输出触发信号给晶闸管功率单元的二号晶闸管；二号晶闸管承受反向电压不导通，此时一号晶闸管承受正向电压，门极AGl信号存在,一号晶闸管导通；当晶闸管功率单元两端的电压为正半周期过零点时，二号晶闸管导通；此时一号晶闸管承受反相偏置电压关断；当在晶闸管功率单元两端的电压为负半周期接近零点时，逻辑处理单元输出投切信号ACl给触发单元一；该触发单元一输出触发信号给晶闸管功率单元的一号晶闸管；一号晶闸管承受反向电压不导通，此时二号晶闸管承受正向电压，门极AG2信号存在,二号晶闸管导通；当晶闸管功率单元两端的电压为负半周期过零点时，一号晶闸管导通；此时二号晶闸管承受反相偏置电压关断。本专利技术的优点:该触发装置以控制单元中的逻辑处理单元(CPLD)作为逻辑运算核心，充分利用电力电子元件的自身特点，采用反相触发和强制提前触发技术、实现了过零导通的投切开关、同时避免了自触发过程中的冲击和波动，可不用考虑电容残压，进行无冲击电流的频繁投切。强制提前触发模式使晶闸管保持持续导通，降低了控制器设计的复杂性。通过电压过零前的电压带的检测替代一个电压点的检测，让检测更加容易和准确，提高了投切的准确性。避免了检测电路采样比较等繁琐的环节，使得整个触发装置结构简捷、可靠性高、电路简单，进而降低了产品的成本，并且可以提高用户配电变压器的利用率，改善用户功率因数和电压质量，有效地降低电能损失。附图说明图1是本专利技术所述一种TSC型低压动态投切开关的触发装置的A相触发装置的结构示意图2是投切电力电容器的晶闸管触发装置确定的投入时刻相位图，图中U为晶闸管功率单元两端的电压，20ms为一个电网电压周期；在电网电压是正半周期接近零点时，即Oms附近，VT2承受反向电压，此时给VT2发出触发信号；当在电网电压是负半周期接近零点时，即IOms附近，VTl承受反向电压，此时给VTl发出触发信号。图3是晶闸管功率单兀不意图，图中AKl和AK2为反并联晶闸管的两端，AGl和AG2分别为晶闸管VTl和晶闸管VT2的门极；图4是CPLD芯片的引脚示意图5是光耦电路组件的电路原理图6是逻辑门电路1-2的电路原理图7是触发电路一的电路结构图。具体实施方式具体实施方式一:下面结合图1、图3和图5说明本实施方式,本实施方式所述一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，该触发装置包括A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置，且A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置的结构完全相同，其中，A相触发装置包括检测单元1、逻辑处理单元2、触发单元一 3和触发单元二 4 ；所述检测单元I用于检测待触发的晶闸管功率单元5的一号电压信号和二号电压信号；所述一号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元5两端的电压正向过零时，经过晶闸管功率单元5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，其特征在于，该触发装置包括A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置，且A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置的结构完全相同，其中，A相触发装置包括检测单元（1）、逻辑处理单元（2）、触发单元一（3）和触发单元二（4）；所述检测单元（1）用于检测待触发的晶闸管功率单元（5）的一号电压信号和二号电压信号；所述一号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元（5）两端的电压正向过零时，经过晶闸管功率单元（5）的电压；所述二号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元（5）两端的电压反向过零时，经过晶闸管功率单元（5）的电压；所述晶闸管功率单元（5）的一号电压信号输出端连接检测单元（1）的一号电压信号的输入端；所述晶闸管功率单元（5）的二号电压信号输出端连接检测单元（1）的二号电压信号的输入端；所述检测单元（1）的脉冲信号输出端连接逻辑处理单元（2）的脉冲信号输入端；所述逻辑处理单元（2）的两个投切信号输出端分别连接触发单元一（3）的投切信号输入端和触发单元二（4）的投切信号输入端；触发单元一（3）的触发命令信号输出端为晶闸管功率单元（5）的一个触发命令信号输入端；触发单元二（4）的触发命令信号输出端为晶闸管功率单元（5）的另一个触发命令信号输入端；所述触发单元一（3）和触发单元二（4）的结构相同。...

【技术特征摘要】
1.一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，其特征在于，该触发装置包括A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置，且A相触发装置、B相触发装置和C相触发装置的结构完全相同，其中，A相触发装置包括检测单元(I)、逻辑处理单元(2)、触发单元一(3)和触发单元二⑷； 所述检测单元(I)用于检测待触发的晶闸管功率单元(5)的一号电压信号和二号电压信号；所述一号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元(5)两端的电压正向过零时，经过晶闸管功率单元(5)的电压； 所述二号电压信号是指当待触发的晶闸管功率单元(5)两端的电压反向过零时，经过晶闸管功率单元(5)的电压； 所述晶闸管功率单元(5)的一号电压信号输出端连接检测单元(I)的一号电压信号的输入端； 所述晶闸管功率单元(5)的二号电压信号输出端连接检测单元(I)的二号电压信号的输入端； 所述检测单元(I)的脉冲信号输出端连接逻辑处理单元(2)的脉冲信号输入端；所述逻辑处理单元(2)的两个投切信号输出端分别连接触发单元一(3)的投切信号输入端和触发单元二(4)的投切信号输入端； 触发单元一(3)的触发命令信号输出端为晶闸管功率单元(5)的一个触发命令信号输入端; 触发单元二(4)的触发命令信号输出端为晶闸管功率单元(5)的另一个触发命令信号输入端； 所述触发单元一(3)和触发单元二(·4)的结构相同。2.根据权利要求1所述的一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，其特征在于，所述检测单元(I)包括光耦电路组件(1-1)和逻辑门电路(1-2 ); 检测单元(I)检测的待触发晶闸管功率单元(5)的一号电压信号的输出端与光耦电路组件(1-1)的一号电压信号的输入端连接； 检测单元(I)检测的待触发晶闸管功率单元(5)的二号电压信号的输出端与光耦电路组件(1-1)的二号电压信号的输入端连接； 光率禹电路组件(1-1)的一号脉冲信号AJVTl的输出端连接逻辑门电路(1-2)的一号脉冲信号AJVTl的输入端； 光耦电路组件(1-1)的二号脉冲信号AJVT2的输出端连接逻辑门电路(1-2)的二号脉冲信号AJVT2的输入端； 逻辑门电路(1-2 )输出脉冲信号给逻辑处理单元(2 )。3.根据权利要求1所述的一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，其特征在于，所述逻辑处理单元(2)是采用可编程逻辑器件CPLD实现的。4.根据权利要求1或2所述一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，其特征在于，所述的光耦电路组件(1-1)包括二十号电阻R20、二十二号电阻R22、第一光耦电路(1-1-1)和第二光I禹电路(1_1_2)； 所述第一光稱电路(1-1-1)包括一号光电稱合器(U4)、二十三号电阻R23和二十四号电阻R24 ；所述第二光稱电路(1-1-2)包括二号光电稱合器(U6)、二十六号电阻R26和二十七号电阻R27 ； 所述晶闸管功率单元(5)的一号电压信号输出端连接二十号电阻R20的一端，该二十号电阻R20的另一端同时连接一号光电稱合器(U4)信号输入侧发光二极管的阳极和二号光电稱合器(U6)信号输入侧发光二极管的阴极； 所述晶闸管功率单元(5)的二号电压信号输出端连接二十二号电阻R22的一端，该二十二号电阻R22的另一端同时连接一号光电耦合器(U4)信号输入侧发光二极管的阴极和二号光电稱合器(U6)信号输入侧发光二极管的阳极； 所述一号光电稱合器(U4)信号输出侧光敏三极管的发射极经过二十三号电阻R23后输出一号脉冲信号AJVTl给逻辑门电路(1-2)； 所述一号光电I禹合器(U4)信号输出侧光敏三极管的发射极经过二十四号电阻R24后连接电源地； 所述光耦电路U4输出侧光敏三极管的集电极连接电源Vccl ； 所述二号光电稱合器(U6)信号输出侧光敏三极管的发射极经过二十六号电阻R26后输出二号脉冲信号AJVT2给逻辑门电路(1-2)； 所述二号光电耦合器(U6)信号输出侧光敏三极管的发射极经过二十七号电阻R27后连接电源地； 所述二号光电稱合器(U6)输出侧光敏三极管的集电极连接电源Vccl。5.根据权利要求1或2所述一种TSC型低压动态投切开关的触发装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国勇，
申请(专利权)人：李国勇，
类型：发明
国别省市：