专利名称：一种tcr和fc共用开关的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法
技术领域：
本发明涉及一种用于SVC装置的TCR、FC共用一台高压开关时的的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法。
背景技术：
现代电力电子工业应用中经常采用高压静止型动态无功补偿装置(SVC)来消除无功冲击，滤除高次谐波，平衡三相电网，改善电网的供电环境。TCR(Thyristor Controlled Reactor)是晶闸管控制电抗器型静止无功补偿装置的主要组成部分。由于单独的TCR只能吸收感性的无功功率，因此往往与并联电容器FC配合使用。并联电容器后，使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率。其特点是可连续调节补偿装置的无功功率。FC(Fixed Capacitor)是固定电容器，一般与电抗器组合使用，组成多回路LC滤波器。SVC装置中的TCR和FC共用一台高压开关时，当SVC装置由于故障跳闸、或切除时，高压真空断路器在分断时容易产生重燃过电压，高压SF6断路器的分闸时间或同期性稍有超标也容易产生重燃过电压。这个操作过电压依靠FC的放电回路自然泄放是很缓慢的， 很容易导致晶闸管阀组长时间承受过电压而烧毁。
发明内容
本发明的目的是提供一种TCR和FC共用开关的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法，该方法采用SVC控制器与SVC断路器同时采样继电保护装置的跳闸继电器跳闸信号的方式，在SVC装置跳闸或分闸时，SVC控制器检测到跳闸继电器动作，先于断路器动作，将 SVC触发脉冲调整到TCR最大感性输出，并且将触发脉冲宽度由500 μ S调整到5ms，及时发出400ms的宽触发脉冲，然后恢复成正常脉冲。使用该方法，能有效的避免因断路器操作产生的重燃导致TCR阀组过电压而烧毁晶闸管阀组。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现一种TCR和FC共用开关的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法，该方法采用SVC控制器与SVC断路器同时采样继电保护装置的跳闸继电器跳闸信号的方式，在SVC装置跳闸或分闸时，SVC控制器检测到跳闸继电器动作，先于断路器动作，将SVC触发脉冲调整到TCR 最大感性输出，并且将触发脉冲宽度由500μ S调整到5ms，及时发出400ms的宽触发脉冲， 然后恢复成正常脉冲；具体控制过程如下电网电压信号经过前置信号处理单元，再经过同步信号生成单元，产生SVC控制器程序运行所需要的基波电压同步信号；电网电压信号、电网电流信号、TCR电流信号进行前置处理后的模拟信号给到SVC控制器的无功运算单元，无功运算单元计算出需要补偿的无功；
跳闸、分闸信号经过SVC继电保护装置的跳闸入口、分闸入口分别接到SVC继电保护装置中，SVC继电保护装置发出的跳闸信号，延迟一个继电器时间给出；跳闸继电器两路输出一路给到SVC断路器去跳闸，另一路给到SVC控制器数字信号前置处理单元，再到触发脉冲产生单元；触发脉冲产生单元判断跳闸继电器是否动作，如果没动作，按照无功运算结果，计算出触发角，生成触发脉冲；如果判断跳闸继电器动作了，直接将触发角置为最小触发角， TCR尽最大可能导通，将滤波器存储的能量最快释放，并且增加触发脉冲宽度到5ms，确保滤波器存储的能量最快释放，从而可以避免因断路器的重燃导致TCR阀组过电压而烧毁晶闸管阀组；SVC控制器在检测到跳闸继电器动作、发出宽的最小触发角的触发脉冲同时，开始记时，5ms宽脉冲时间维持400ms之后，恢复成正常的500 μ s的触发脉冲宽度，跳闸过程完成。与现有技术相比，本发明的有益效果是该方法可以有效的消除由于断路器的重燃导致的TCR阀组过电压，利用TCR阀组快速泄放FC上存储的电能，有效的保护晶闸管阀组。该方法采用SVC继电保护装置给出的跳闸信号同时送到断路器跳闸回路和SVC控制器，利用SVC控制器的快速响应，在高压切除之前提前10-20ms将TCR的触发角定位在使 TCR的无功等于FC的容性无功。由于高压切除时的电压相位不能确定，该方法在SVC控制器检测到断路器跳闸信号后，在改变触发角位置的同时，增加触发脉冲宽度到5ms，使得无论高压在何种相位角度切除，TCR都能发出有效的触发脉冲，利用TCR阀组快速泄放FC上存储的电能。
图1是本发明的原理框图；图2是本发明的控制结构图；图3是实际测得的切除SVC装置瞬间阀组电压波形图。
具体实施例方式一种TCR和FC共用开关的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法，该方法采用SVC控制器与SVC断路器同时采样继电保护装置的跳闸继电器跳闸信号的方式，在SVC装置跳闸或分闸时，SVC控制器检测到跳闸继电器动作，先于断路器动作，将SVC触发脉冲调整到TCR 最大感性输出，并且将触发脉冲宽度由500μ S调整到5ms，及时发出400ms的宽触发脉冲， 然后恢复成正常脉冲。SVC系统由SVC控制器、晶闸管控制电抗器TCR、滤波器FC1、滤波器FC2、高压开关 K组成；晶闸管控制电抗器TCR由两个反并联的晶闸管D再依次串联电感Li、隔离开关Gl 组成；滤波器FCl由电容C2依次串联电感L2、隔离开关G2组成；滤波器FC2由电容C3依次串联电感L3、隔离开关G3组成。滤波器可根据需要由一组或多组电容、依次串联电感、隔离开关组成。晶闸管控制电抗器TCR与滤波器FC1、滤波器FC2连接SVC母线，SVC母线与高压母线之间接有高压开关K。图2中T为工作变压器。
SVC全数字控制系统引入来自电压互感器PT的电网电压信号、来自电流互感器 CTl的电网电流信号、来自晶闸管控制电抗器TCR的电流互感器CT2的电流信号和跳闸继电器的跳闸信号。输出可控硅控制信号，即触发脉冲信号控制晶闸管的导通角。SVC控制器引入来自电压互感器PT的电网电压信号、来自电流互感器CTl的电网电流信号、来自晶闸管控制电抗器TCR的电流互感器CT2的电流信号和跳闸继电器的跳闸信号，输出触发脉冲信号控制晶闸管的导通角。控制过程如下电网电压信号经过前置信号处理单元，再经过同步信号生成单元， 产生SVC控制器程序运行所需要的基波电压同步信号；电网电压信号、电网电流信号、TCR 电流信号进行前置处理后的模拟信号给到SVC控制器的无功运算单元，无功运算单元计算出需要补偿的无功。跳闸、分闸信号经过SVC继电保护装置的跳闸入口、分闸入口分别接到SVC继电保护装置中，SVC继电保护装置发出的跳闸信号，延迟一个继电器时间给出；跳闸继电器两路输出一路给到SVC断路器去跳闸，另一路给到SVC控制器数字信号前置处理单元，再到触发脉冲产生单元。触发脉冲产生单元判断跳闸继电器是否动作，如果没动作，按照无功运算结果，计算出触发角，生成触发脉冲；如果判断跳闸继电器动作了，直接将触发角置为最小触发角， TCR尽最大可能导通，将滤波器存储的能量最快释放，并且增加触发脉冲宽度到5ms，以避免实际分间时，触发脉冲刚好发完这种情况，确保滤波器存储的能量最快释放，从而可以避免因断路器的重燃导致TCR阀组过电压而烧毁晶闸管阀组.SVC控制器在检测到跳闸继电器动作、发出宽的最小触发角的触发脉冲同时，开始记时，5ms宽脉冲时间维持400ms之后，恢复成正常的500 μ s的触发脉冲宽度，跳闸过程完成。应用实例图3是实际测得的切除SVC装置瞬间阀组电压波形图。典型SVC工程，电压35kV，TCR容量16Mvar，滤波器设为H2，H3，H4三个滤波支路， 滤波器总容量16Mvar，TCR, H2，H3，H4共用一个断路器。在没应用本发明前，曾经发生过因跳闸或分闸产生的断路器重燃导致TCR阀组过电压而一臂烧毁现象.应用本发明后，这一问题得以克服.因为SVC设备二次保护的故障跳闸及分闸操作都是通过继电器实现的，将二次保护动作的继电器节点同时分送断路器和SVC控制器，由于断路器的响应时间一般在20ms以上。SVC控制器可以依靠比高压断路器更快的响应速度，在检测到设备分闸或跳闸信号时及时调整TCR的触发角位置，将TCR的触发角位置设置在使TCR的感性无功等于FC的容性无功，并且增加触发脉冲有效宽度。该方法可以有效的消除由于断路器的重燃导致的TCR阀组过电压，使操作断路器可能产生的过电压在TCR回路泄放掉，实现晶闸管阀组的保护。该方法利用TCR阀组快速泄放FC上存储的电能，有效的保护晶闸管阀组。
权利要求
1. 一种TCR和FC共用开关的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法，其特征在于，该方法采用SVC控制器与SVC断路器同时采样继电保护装置的跳闸继电器跳闸信号的方式，在SVC 装置跳闸或分闸时，SVC控制器检测到跳闸继电器动作，先于断路器动作，将SVC触发脉冲调整到TCR最大感性输出，并且将触发脉冲宽度由500 μ S调整到5ms，及时发出400ms的宽触发脉冲，然后恢复成正常脉冲；具体控制过程如下电网电压信号经过前置信号处理单元，再经过同步信号生成单元，产生SVC控制器程序运行所需要的基波电压同步信号；电网电压信号、电网电流信号、TCR电流信号进行前置处理后的模拟信号给到SVC控制器的无功运算单元，无功运算单元计算出需要补偿的无功；跳闸、分闸信号经过SVC继电保护装置的跳闸入口、分闸入口分别接到SVC继电保护装置中，SVC继电保护装置发出的跳闸信号，延迟一个继电器时间给出；跳闸继电器两路输出一路给到SVC断路器去跳闸，另一路给到SVC控制器数字信号前置处理单元，再到触发脉冲产生单元；触发脉冲产生单元判断跳闸继电器是否动作，如果没动作，按照无功运算结果，计算出触发角，生成触发脉冲；如果判断跳闸继电器动作了，直接将触发角置为最小触发角，TCR 尽最大可能导通，将滤波器存储的能量最快释放，并且增加触发脉冲宽度到5ms，确保滤波器存储的能量最快释放，从而可以避免因断路器的重燃导致TCR阀组过电压而烧毁晶闸管阀组；SVC控制器在检测到跳闸继电器动作、发出宽的最小触发角的触发脉冲同时，开始记时，5ms宽脉冲时间维持400ms之后，恢复成正常的500 μ s的触发脉冲宽度，跳闸过程完成。
全文摘要
本发明涉及一种用于SVC装置的TCR和FC共用开关的对晶闸管阀组无电压冲击切除方法，该方法采用SVC控制器与SVC断路器同时采样继电保护装置的跳闸继电器跳闸信号的方式，在SVC装置跳闸或分闸时，SVC控制器检测到跳闸继电器动作，先于断路器动作，将SVC触发脉冲调整到TCR最大感性输出，并且将触发脉冲宽度由500μs调整到5ms，及时发出400ms的宽触发脉冲，然后恢复成正常脉冲；使用该方法，能有效的避免因断路器操作产生的重燃导致TCR阀组过电压而烧毁晶闸管阀组。
文档编号H02J3/01GK102377188SQ20111034511
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者姜兆威, 安万洙, 李海生, 李险峰, 牛涛, 王晓艳, 肖丹, 赵柏品, 齐健 申请人:荣信电力电子股份有限公司, 辽宁省电力有限公司抚顺供电公司