专利名称：一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及属于柔性交流输电技术领域，具体涉及一种应用于高压无功补偿 设备中的触发脉冲形成装置。
背景技术：
随着大功率非线性、冲击性负荷的不断增加，高压静止型动态无功补偿设备(SVC) 的应用也越来越多，特别是在冶金、采矿和电气化铁路等重要场合中，SVC设备都扮演着重 要角色。一般地，TCR由两个反并联的晶闸管与一个电抗器串联组成，控制器通过调整触 发角的大小来改变SVC补偿装置所吸收的无功分量，从而达到调整无功功率的效果，因此， SVC补偿装置能否快速、准确地触发晶闸管就显得尤为重要。发明内容本实用新型的目的在于提供一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装 置，在控制器的控制下可以快速、准确地产生触发脉冲，以达到稳定地触发晶间管阀组的目 的。解决了以往晶闸管触发一致性差的问题，并同时解决了触发脉冲的隔离问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种应用于高压无功补偿设备 中的触发脉冲形成装置，该装置主要包括同步信号形成电路、触发脉冲生成电路、触发脉 冲展宽电路和电光转换电路四大部分，所述的同步信号形成电路与触发脉冲生成电路相连 接，触发脉冲生成电路与触发脉冲展宽电路相连接，触发脉冲展宽电路与电光转换电路相 连接。本实用新型还包括以下特征1、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是同步 信号形成电路由变压器、电压比较器、非门U3A、非门U3B、计数器U4和计数器TO组成，所述 的变压器连接电压比较器，电压比较器连接非门U3A，非门U3A连接非门U3B，非门U3B连 接计数器U4,计数器U4连接计数器TO，所述的电压比较器型号为LM311，计数器U4型号为 74LS590,计数器U5型号为74LS590。2、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是触发 脉冲生成电路由4位比较器74LS85和8位比较器74LS688组成，所述的4位比较器74LS85 连接8位比较器74L688。3、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是触发 脉冲展宽电路采用IC NE555组成单稳电路。4、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是电光 转换电路包括HFBR-1521光发送器、光纤驱动电路SN75451和IC74LS07组成，IC74LS04连 接光纤驱动电路SN75451，光纤驱动电路SN75451连接HFBR-1521光发送器。本实用新型实现计数器与线电压同步计数，同步效果好；触发脉冲可以根据公式 自由展宽，满足各种不同类型晶闸管驱动板的需要；晶闸管触发一致性好，具有电光转换电 路，抗干扰能力强，与以往的触发脉冲形成装置相比，还具有硬件电路简单，可靠性高，扩展 性好等诸多优点。
图1是触发脉冲形成装置原理框图图2是同步信号形成电路图3是触发脉冲生成电路图4是脉冲展宽电路图5是电光转换电路
具体实施方式
实施例1一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，该装置主要包括同步信 号形成电路、触发脉冲生成电路、触发脉冲展宽电路和电光转换电路四大部分，所述的同步 信号形成电路与触发脉冲生成电路相连接，触发脉冲生成电路与触发脉冲展宽电路相连 接，触发脉冲展宽电路与电光转换电路相连接。本实用新型还包括以下特征1、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是同步 信号形成电路由变压器、电压比较器、非门U3A、非门U3B、计数器U4和计数器TO组成，所述 的变压器连接电压比较器，电压比较器连接非门U3A，非门U3A连接非门U3B，非门U3B连 接计数器U4,计数器U4连接计数器TO，所述的电压比较器型号为LM311，计数器U4型号为 74LS590,计数器U5型号为74LS590。2、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是触发 脉冲生成电路由4位比较器74LS85和8位比较器74LS688组成，所述的4位比较器74LS85 连接8位比较器74L688。3、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是触发 脉冲展宽电路采用IC NE555组成单稳电路。4、所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特征是电光 转换电路包括HFBR-1521光发送器、光纤驱动电路SN75451和IC 74LS07组成，IC74LS04连 接光纤驱动电路SN75451，光纤驱动电路SN75451连接HFBR-1521光发送器。实施例2本实用新型工作原理(1)首先接收来自PT的交流同步电压信号，并将其转换为5V电平信号，然后经同 相整形后变成50Hz 50%占空比同步方波信号，用以控制同步计数器。同步电压信号经电压 比较器形成与线电压同步的方波信号，再经整形后作为同步计数器的清零信号。清零信号 为低电平时清零计数器，为高电平时计数器开始计数，从而使计数器与线电压同步计数，取 得很好的同步效果。(2) 12位同步计数器通过二进制比较器与DSP输出的晶闸管控制角的二进制数值 进行比较，当同步计数器的输出值与DSP的输出值相等时，比较电路输出一窄脉冲。同步电 压信号经电压比较器形成与线电压同步的方波信号，再经整形后作为同步计数器的清零信 号。清零信号为低电平时清零计数器，为高电平时计数器开始计数，从而使计数器与线电压
4同步计数，取得很好的同步效果。(3)由于比较电路输出的触发脉冲为一窄脉冲，触发品闸管宽度不够，需要展宽， 因此需经过脉冲展宽电路进行展宽后，才会形成SVC设备所需的晶闸管触发脉冲。触发脉 冲展宽电路采用NE555单稳电路，脉冲宽度tw可以根据公式tw = Rl · C · 1η3 1. IRl · C 进行设置，灵活地满足不同场合的实际应用。(4)最后为了提高系统的抗干扰能力，需将触发脉冲通过电光转换电路，进行光电 隔离后，再送入到晶闸管阀组的驱动单元，完成对晶闸管阀组的触发任务。动态无功补偿装 置多使用光纤来传递信号，以提高系统的抗干扰能力。而采用HFBR系列光发送器来发送信 号，可实现电路、接口简单有效、可靠性高。光纤驱动电路SN75451则具有低阻抗、高电流速 率的特点，并可避免产生长的拖尾现象。实施例3
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明图1是触发脉冲形成装置原理框图，主要包括同步信号形成电路、触发脉冲生成 电路、触发脉冲展宽电路、电光转换电路四大部分。晶闸管的控制角是以线电压过零且电压 变化率为正的时刻为计算零点，以线电压过零且电压变化率为负的时刻为180°点，基于此 设计晶闸管触发脉冲形成装置中的同步信号形成电路，电路原理见图2，装置首先接收来自 PT的100V交流电压信号，经变压器调压后将100V的线电压信号转换成5V交流信号，再经 LM311电压比较器形成与线电压同步的方波信号square+，通过两级非门整形后作为12位 同步计数器的清零信号CLR+。CLR+为低电平时清零计数器，为高电平时计数器开始计数， 从而使计数器与线电压同步计数。同步计数器的时钟为250000Hz。这样，计数器在每半个 周期(IOms)内计数最大值为2500。很明显，计数器的输出数值与时间同步增长。图3是触发脉冲生成电路，当12位同步计数器的输出值与DSP输出的晶闸管控制 角的二进制数值相等时，由12位数字比较电路输出一窄脉冲TP+，同时将TP+送入脉冲展宽 电路。图3中DO-Dll为12位计数器输送来的二进制数值，PhaseO-Phasell为DSP输出的 晶闸管控制角二进制数值，UU U2构成12位数值比较器，TP+为触发脉冲。由于TP+为一 窄脉冲，触发晶闸管宽度不够，需要展宽。所以应用NE555单稳电路将TP+脉冲展宽。电路原理见图4，窄脉冲经过NE555构成的单稳电路展宽为Ims宽的脉冲J+，送往 电光转换电路。脉冲宽度tw可由下式确定tw = Rl · C · 1η3 1. IRl · C由于要同时驱动多个晶闸管，需要将一路电触发脉冲转换为多路光信号，再送入 到晶闸管阀组的驱动单元。图5是其中一路电光转换电路，触发脉冲J+经驱动电路740LS7 驱动后，再送入SN75451以驱动光纤，光纤驱动电路SN75451连接HFBR-1521光发送器。最 终将隔离后的触发脉冲送入到晶闸管阀组侧，用于驱动晶闸管。
权利要求一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，该装置主要包括同步信号形成电路、触发脉冲生成电路、触发脉冲展宽电路和电光转换电路四大部分组成，其特征是同步信号形成电路与触发脉冲生成电路相连接，触发脉冲生成电路与触发脉冲展宽电路相连接，触发脉冲展宽电路与电光转换电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特 征是同步信号形成电路由变压器、电压比较器、非门U3A、非门U3B、计数器U4和计数器TO 组成，所述的变压器连接电压比较器，电压比较器连接非门U3A，非门U3A连接非门U3B，非 门U3B连接计数器U4，计数器U4连接计数器U5，所述的电压比较器型号为LM311，计数器 U4型号为74LS590，计数器U5型号为74LS590。
3.根据权利要求1所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特 征是触发脉冲生成电路由4位比较器74LS85和8位比较器74LS688组成，所述的4位比 较器74LS85连接8位比较器74L688。
4.根据权利要求1所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特 征是触发脉冲展宽电路采用IC NE555组成单稳电路。
5.根据权利要求1所述的一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，其特 征是电光转换电路包括HFBR-1521光发送器、光纤驱动电路SN75451和IC 74LS07组成， IC74LS04连接光纤驱动电路SN75451，光纤驱动电路SN75451连接HFBR-1521光发送器。
专利摘要本实用新型提供一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，该装置主要包括同步信号形成电路、触发脉冲生成电路、触发脉冲展宽电路、电光转换电路四大部分。本实用新型目的在于提供一种应用于高压无功补偿设备中的触发脉冲形成装置，在控制器的控制下可以快速、准确地产生触发脉冲，以达到稳定地触发晶闸管阀组的目的。并解决了以往晶闸管触发一致性差的问题，同时解决了触发脉冲的隔离问题。
文档编号H02J3/18GK201623488SQ20092010119
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者张景旭, 王国强, 王瑞舰, 费承尧, 邢金伟, 陶长海, 齐红超 申请人:哈尔滨九洲电气股份有限公司