一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板的制作方法

本实用新型涉及高压TSC无功补偿装置晶闸管触发板技术领域，特别涉及一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板。

背景技术：

在城市10kV配电系统中,随着物质生活水平的提高，其耗电量呈现逐年大幅上升的趋势。电网扩容等需要一些适应各种环境的补偿方式设备，高压TSC无功补偿装置也是极其重要设备的一种，多采用晶闸管进行TSC的设计，主要是因为晶闸管的开关特点是无触点的，而且操作寿命长，晶闸管的投入时刻可以精确控制，可以快速无冲击地将容性无功接入电网，大大减少了投切时的冲击电流，同时晶闸管是在电流过零时自动关断的，这就避免了拉弧现象。因此TCU触发板的设计对于整个TSC装置是非常重要的，大多数TCU触发板设计都很复杂，同时缺少电流取能电路，不能保证触发板连续供电，造成误报现象。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板，采用电流取能与电压取能相结合的方式，保证触发板连续供电，利用光电触发原理，实现高压电网自动投切、稳定系统电压、无功补偿等,提高TSC阀组抗干扰性和稳定性。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板，所述的TCU触发板为TSC无功补偿装置的晶闸管触发板，包括取能单元、采样单元、回报单元和触发单元；所述的取能单元分别与回报单元和触发单元相连接，所述的采样单元也分别与回报单元和触发单元相连接。

所述的取能单元包括电压取能电路、电流取能电路、稳压电路和电源检测电路，所述的取能单元的电流取能电路和电压取能电路并联取能后，经过稳压电路形成VCC电源，供给所有电路的电源，稳压电路连接至电源检测电路，电源检测电路的输出连接至回报单元和触发单元，输出回报和触发的条件信号。

所述的采样单元包括采样电路一和采样电路二，采样电路一和采样电路二的输入端均连接外部的采样电阻AR，采样电路一输出连接到回报单元的逻辑与电路中，采样电路二输出连接到触发单元的二次触发电路中。

所述的回报单元包括逻辑与电路、单稳态触发电路一、单稳态触发电路二和光发射电路，构成两路回报信号电路，其中，第一回报信号电路为：逻辑与电路连接采样单元的采样电路一和取能单元的电源检测电路，通过单稳态触发电路一形成电源检测回报信号；第二回报信号电路为：由触发单元中的二次触发电路形成的回报信号经由单稳态触发电路二形成脉冲触发回报信号，这两路回报信号输出都连接至光发射电路形成回报信号输出。

所述的触发单元包括光接收电路、脉冲触发电路、二次触发电路和脉冲放大合成电路，构成两路触发信号电路，其中，第一触发信号电路为：由光接收电路接收外部控制单元的触发信号，连接至脉冲触发电路形成正常触发脉冲信号，第二触发信号电路路为：由采样电路二形成的信号经过二次触发电路形成二次触发脉冲信号，这两路脉冲信号都连接到脉冲放大合成电路中，形成晶闸管的触发脉冲信号。

所述的触发单元中的脉冲触发电路输入端还连接取能单元中电源检测电路和回报单元中逻辑与电路。

所述的触发单元中的二次触发电路输入端还连接采样单元中的采样电路二。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板，把电流取能与电压取能结合在一起，保证了触发板的连续工作，提高了系统的稳定性。

2、本实用新型的一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板，采用的采样电路、取能电路、回报电路和触发电路结构保证了TSC能快速跟踪冲击负荷的突变，随时保持最佳馈电功率因数，实现动态无功补偿，减小了电压波动，提高电能质量，节约电能。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的电流取能电路图；

图3为本实用新型提实施例提供的电压取能电路图；

图4为本实用新型所应用于的TSC系统的系统框图；

图5为本实用新型所应用于的阀组单元的系统框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板，所述的TCU触发板为TSC无功补偿装置的晶闸管触发板，包括取能单元、采样单元、回报单元和触发单元；所述的取能单元分别与回报单元和触发单元相连接，所述的采样单元也分别与回报单元和触发单元相连接。

所述的取能单元包括电压取能电路、电流取能电路、稳压电路和电源检测电路，所述的取能单元的电流取能电路和电压取能电路并联取能后，经过稳压电路形成VCC电源，供给所有电路的电源，稳压电路连接至电源检测电路，电源检测电路的输出连接至回报单元和触发单元，输出回报和触发的条件信号。

所述的采样单元包括采样电路一和采样电路二，采样电路一和采样电路二的输入端均连接外部的采样电阻AR，采样电路一输出连接到回报单元的逻辑与电路中，采样电路二输出连接到触发单元的二次触发电路中。

所述的回报单元包括逻辑与电路、单稳态触发电路一、单稳态触发电路二和光发射电路，构成两路回报信号电路，其中，第一回报信号电路为：逻辑与电路连接采样单元的采样电路一和取能单元的电源检测电路，通过单稳态触发电路一形成电源检测回报信号；第二回报信号电路为：由触发单元中的二次触发电路形成的回报信号经由单稳态触发电路二形成脉冲触发回报信号，这两路回报信号输出都连接至光发射电路形成回报信号输出。

所述的触发单元包括光接收电路、脉冲触发电路、二次触发电路和脉冲放大合成电路，构成两路触发信号电路，其中，第一触发信号电路为：由光接收电路接收外部控制单元的触发信号，连接至脉冲触发电路形成正常触发脉冲信号，第二触发信号电路路为：由采样电路二形成的信号经过二次触发电路形成二次触发脉冲信号，这两路脉冲信号都连接到脉冲放大合成电路中，形成晶闸管的触发脉冲信号。

所述的触发单元中的脉冲触发电路输入端还连接取能单元中电源检测电路和回报单元中逻辑与电路。

所述的触发单元中的二次触发电路输入端还连接采样单元中的采样电路二。

如图2所示，为本实施例提供的一种电流取能电路图，其中S1、S2为电流取能输入端，V3和GND为电流取能输出端。

如图3所示，为本实施例提供的一种电压取能电路图，其中RC1为电流取能输入端，MP3、MP5为电流取能输出端。

如图4所示，为本实用新型的一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板所应用于的TSC系统的系统框图，TSC系统主电路采用三相角内连接方式,其中V1和V2、V3和V4、V5和V6分别为三相阀组单元，同时每相还包括电抗器和投切电容器。

如图5所示，为本实用新型的一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板所应用于的阀组单元框图，每个阀组单元由晶闸管单元、电流CT取能单元、RC阻容吸收单元、TCU触发板单元和均压单元，以TCU触发板单元为核心，通过控制系统的触发信号和回报信号，对晶闸管单元的晶闸管进行控制，实现TSC投切控制。

晶闸管单元由多串正反向晶闸管并联而成；电流CT取能单元为采用电流互感器方式，为TCU触发板单元的电流取能单元提供电源；RC阻容吸收单元采用电阻R和电容C串联后，为TCU触发板单元的电压取能单元提供电源；均压单元由采样电阻组成，经过采样电阻连接到TCU触发板单元的采样单元，提供采样信号。

本实用新型的一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板工作原理如下：

所述的取能单元通过电流取能电路和电压取能电路并联取能后，经过稳压电路形成VCC电源，供给所有电路的电源，同时连接到电源检测电路，电源检测电路输出的信号连接到回报单元和触发单元，作为回报和触发的条件。当TSC阀组刚开始上电时，通过RC电路进行电压取能，当投切后，晶闸管两端无电压，采用电流取能，这样保证无论晶闸管处于什么状态，都能保证触发板的正常供电。其中电流取能电路从电流互感器的输出端S1和S2进行电流取能，电压取能电路从阻容吸收电路输出RC进行电压取能。

所述的采样电路是对采样电阻的输出端AR进行采样，经过采样电路1来判断晶闸管电压是否超过10V的电路，给控制系统提供电源正常回报信号，以便控制系统根据晶闸管的状态，发出触发信号；由采样电路2来判断晶闸管电压是否超过150V的电路，触发板自检晶闸管状态，以便形成二次触发信号，对晶闸管进行二次触发。

所述的回报信号中正常触发脉冲回报是3uS，电源检测回报信号是10uS，控制系统通过脉冲宽度进行判断。

每对晶闸管对应一块触发板，从每个晶闸管阳极经过相应的采样电阻，由采样电路一判断电压大于门槛电压值1，则产生一个电压检测信号，同电源检测信号一起进入逻辑与电路，形成一个晶闸管的电压检测信号，经过单稳态电路和光发射电路形成电压回报信号送到控制系统，控制系统根据晶闸管的总数量，判断接收到的电压回报信号数量超过80％，则向每块触发板发出触发信号(也就是投切命令)；控制系统发出的触发信号经过光接收电路，形成电信号，在电压回报信号和电源检测信号正常情况下，由脉冲触发电路将电信号形成正常宽度的触发脉冲，再经过脉冲放大合成电路想成晶闸管的触发信号；同时为了保护晶闸管，设计了二次触发电路，经过采样电路二判断电压大于门槛电压值2时，产生一个二次触发信号，经过二次触发电路，形成触发信号，经过脉冲放大合成电路发出触发信号，对第一次没有触发的晶闸管进行二次触发，保证TSC阀组的正常工作。

一种基于电流与电压取能相结合的TCU触发板应用到TSC系统后，保证了触发板的连续工作，提高了系统的稳定性，保证了TSC能快速跟踪冲击负荷的突变，随时保持最佳馈电功率因数，实现动态无功补偿，减小了电压波动，确保阀组能够耐受-20％和+10％的系统电压波动，在系统电压跌落到80％的情况下正常运行，确保系统可靠性。

以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。