一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及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。优点是：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，减小触发板不必要的热损耗，缩小了触发板的体积。采用了单脉冲触发晶闸管，使TSC系统投入之前不需要对电容器进行预充电，实现了TSC阀组的即投即切，提高了TSC系统的性能。
【专利说明】一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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(130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(130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。
[0003]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。
[0004]180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丁％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】
[0005]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，通过光电触发实现功能，结构简单，可靠性高。
[0006]为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]—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；
[0008]取能及电源转换电路从高压侧获取能量，将其转换为+407和+107的直流电，向各电路提供所需的电源；
[0009]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；
[0010]电源电压监测电路监测电源电压，并输出信号到逻辑电路；
[0011]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；
[0012]逻辑电路向触发脉冲形成电路输出10118的触发信号，向回报脉冲形成电路输出51X8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5118的光信号。
[0013]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VI连接，施密特非门VI与施密特非门口2串联后分别与单稳态触发器口3的4脚、三输入与门口7的8脚连接；电源与电压监测电路与施密特非门口4连接，施密特非门口4、施密特非门邪、三输入与门口7的八脚依次连接；光接收电路与施密特非门口6连接，施密特非门通过电阻町和三输入与门的脚连接，三输入与门的输出端V脚与单稳态触发器的12脚连接。
[0014]所述的施密特非门为1014584。
[0015]所述的单稳态触发器为1014538。
[0016]所述的三输入与门为74此11。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0018]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。
[0019]2)由于采用了单脉冲触发晶闸管，使得系统投入之前不需要对电容器进行预充电，可以实现阀组的“即投即切”，提高了系统的性能。
[0020]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是高压晶闸管投切电容器阀组触发电路的原理框图。
[0022]图2是逻辑电路的逻辑原理图。
[0023]图3是逻辑电路原理图。
[0024]图4是高压晶闸管投切电容器阀组触发电路的时序图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
[0026]见图1-图4，一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；
[0027]取能及电源转换电路从高压侧获取能量，将其转换为+407和+107的直流电，向各电路提供所需的电源；
[0028]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；
[0029]电源电压监测电路监测电源电压，并输出信号到逻辑电路；
[0030]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；
[0031]逻辑电路向触发脉冲形成电路输出10118的触发信号，向回报脉冲形成电路输出51X8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5118的光信号。
[0032]见图3，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VI连接，施密特非门VI与施密特非门口2串联后分别与单稳态触发器口3的4脚、三输入与门口7的8脚连接；电源与电压监测电路与施密特非门口4连接，施密特非门口4、施密特非门邪、三输入与门口7的八脚依次连接；光接收电路与施密特非门口6连接，施密特非门通过电阻町和三输入与门的脚连接，三输入与门的输出端V脚与单稳态触发器口8的12脚连接。其中，施密特非门为1014584；三输入与门为 74110110
[0033]实施例
[0034]见图1，能及电源转换电路从高压侧获取能量，将其转换为+407和+107的直流电，向触发板各电路提供所需的电源。电源电压监测电路监测触发板+407电源，该电源为晶闸管触发电路提供能量，当该电源电压低于+207时，认为12板无法正常触发晶闸管，此时由电源电压监测电路输出信号32为低电平，送到逻辑电路封锁触发信号，当触发板+4(^电源高于+207时，电源电压监测电路输出高电平。晶闸管电压监测电路实时监测晶闸管电压，当晶闸管电压高于+307时，晶闸管电压监测电路输出信号51为高电平(否则输出低电平)，送到逻辑电路。光接收电路接收控制系统传输过来的投切命令，当接收到控制系统“投”命令时，光接收电路输出信号33为高电平，送到逻辑电路，当接收到控制系统“切”命令时，光接收电路输出信号33为低电平，送到逻辑电路。逻辑电路接收晶闸管电压监测电路、电源电压监测电路、光接收电路传输过来的信号31、32、33，向触发脉冲形成电路输出10118的触发信号54，向回报脉冲形成电路输出5118的回报信号35。触发脉冲形成电路接收到触发信号34后，将功率放大，向晶闸管阀组脉宽为10118的强触发脉冲。回报脉冲形成电路接收到逻辑电路传输过来的回报信号35时，通过光电转换电路向控制系统回报以5118的光信号，通过光纤传输给控制系统。
[0035]见图2，逻辑电路接收晶闸管电压监测电路、电源电压监测电路、光接收电路传输过来的信号31、32、33，将31、32、83相与，即，当触发板接收到控制系统的投命令、触发板
电源电压高于+207、晶闸管端电压达到—307时，逻辑电路输出10118的触发信号和5118的回报信号。
[0036]见图3为逻辑电路原理图，晶闸管电压监测电路的输出信号51经两个施密特非门仍、口2整形后输入给三输入与门。7，同时输入给单稳态触发器口3，单稳态触发器口3捕捉输入信号的上升沿，同时输出5118的脉冲，送入回报脉冲形成电路，电源电压监测电路的输出信号32经两个施密特非门。4、^5整形后输入给三输入与门价，光接收电路的输出信号33经一个施密特非门口6反向并整形后输入给三输入与门价，三输入与门口7的输出接单稳态触发器口8，由口8输出一 10118的脉冲输入给触发脉冲形成电路。
[0037]见图4，180阀组触发电路时序图，当投切信号为高电平时，正向晶闸管建立+3(^电压后，向正向晶闸管输出10118触发脉冲、并回报5118回报脉冲。当投切信号为高电平时，
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【权利要求】
1.一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，其特征在于，所述的施密特非门为MC14584。
4.根据权利要求2所述的一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，其特征在于，所述的单稳态触发器为MC14538。
5.根据权利要求2所述的一种高压晶闸管投切电容器阀组触发电路，其特征在于，所述的三输入与门为74HC11。
【文档编号】H02J3/18GK204205604SQ201420537529
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】谢正纯, 田茂城, 司明起, 刘国恩, 张晓辉, 隋松 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局, 荣信电力电子股份有限公司