專(zhuān)利名稱(chēng)：一種tcr和fc共用開(kāi)關(guān)的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于SVC裝置的TCR、FC共用一臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)時(shí)的的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電力電子工業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常采用高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)來(lái)消除無(wú)功沖擊，濾除高次諧波，平衡三相電網(wǎng)，改善電網(wǎng)的供電環(huán)境。TCR(Thyristor Controlled Reactor)是晶閘管控制電抗器型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的主要組成部分。由于單獨(dú)的TCR只能吸收感性的無(wú)功功率，因此往往與并聯(lián)電容器FC配合使用。并聯(lián)電容器后，使得總的無(wú)功功率為T(mén)CR與并聯(lián)電容器無(wú)功功率抵消后的凈無(wú)功功率。其特點(diǎn)是可連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無(wú)功功率。FC(Fixed Capacitor)是固定電容器，一般與電抗器組合使用，組成多回路LC濾波器。SVC裝置中的TCR和FC共用一臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)時(shí)，當(dāng)SVC裝置由于故障跳閘、或切除時(shí)，高壓真空斷路器在分?jǐn)鄷r(shí)容易產(chǎn)生重燃過(guò)電壓，高壓SF6斷路器的分閘時(shí)間或同期性稍有超標(biāo)也容易產(chǎn)生重燃過(guò)電壓。這個(gè)操作過(guò)電壓依靠FC的放電回路自然泄放是很緩慢的， 很容易導(dǎo)致晶閘管閥組長(zhǎng)時(shí)間承受過(guò)電壓而燒毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TCR和FC共用開(kāi)關(guān)的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法，該方法采用SVC控制器與SVC斷路器同時(shí)采樣繼電保護(hù)裝置的跳閘繼電器跳閘信號(hào)的方式，在SVC裝置跳閘或分閘時(shí)，SVC控制器檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作，先于斷路器動(dòng)作，將 SVC觸發(fā)脈沖調(diào)整到TCR最大感性輸出，并且將觸發(fā)脈沖寬度由500 μ S調(diào)整到5ms，及時(shí)發(fā)出400ms的寬觸發(fā)脈沖，然后恢復(fù)成正常脈沖。使用該方法，能有效的避免因斷路器操作產(chǎn)生的重燃導(dǎo)致TCR閥組過(guò)電壓而燒毀晶閘管閥組。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種TCR和FC共用開(kāi)關(guān)的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法，該方法采用SVC控制器與SVC斷路器同時(shí)采樣繼電保護(hù)裝置的跳閘繼電器跳閘信號(hào)的方式，在SVC裝置跳閘或分閘時(shí)，SVC控制器檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作，先于斷路器動(dòng)作，將SVC觸發(fā)脈沖調(diào)整到TCR 最大感性輸出，并且將觸發(fā)脈沖寬度由500μ S調(diào)整到5ms，及時(shí)發(fā)出400ms的寬觸發(fā)脈沖， 然后恢復(fù)成正常脈沖；具體控制過(guò)程如下電網(wǎng)電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)前置信號(hào)處理單元，再經(jīng)過(guò)同步信號(hào)生成單元，產(chǎn)生SVC控制器程序運(yùn)行所需要的基波電壓同步信號(hào)；電網(wǎng)電壓信號(hào)、電網(wǎng)電流信號(hào)、TCR電流信號(hào)進(jìn)行前置處理后的模擬信號(hào)給到SVC控制器的無(wú)功運(yùn)算單元，無(wú)功運(yùn)算單元計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功；
跳閘、分閘信號(hào)經(jīng)過(guò)SVC繼電保護(hù)裝置的跳閘入口、分閘入口分別接到SVC繼電保護(hù)裝置中，SVC繼電保護(hù)裝置發(fā)出的跳閘信號(hào)，延遲一個(gè)繼電器時(shí)間給出；跳閘繼電器兩路輸出一路給到SVC斷路器去跳閘，另一路給到SVC控制器數(shù)字信號(hào)前置處理單元，再到觸發(fā)脈沖產(chǎn)生單元；觸發(fā)脈沖產(chǎn)生單元判斷跳閘繼電器是否動(dòng)作，如果沒(méi)動(dòng)作，按照無(wú)功運(yùn)算結(jié)果，計(jì)算出觸發(fā)角，生成觸發(fā)脈沖；如果判斷跳閘繼電器動(dòng)作了，直接將觸發(fā)角置為最小觸發(fā)角， TCR盡最大可能導(dǎo)通，將濾波器存儲(chǔ)的能量最快釋放，并且增加觸發(fā)脈沖寬度到5ms，確保濾波器存儲(chǔ)的能量最快釋放，從而可以避免因斷路器的重燃導(dǎo)致TCR閥組過(guò)電壓而燒毀晶閘管閥組；SVC控制器在檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作、發(fā)出寬的最小觸發(fā)角的觸發(fā)脈沖同時(shí)，開(kāi)始記時(shí)，5ms寬脈沖時(shí)間維持400ms之后，恢復(fù)成正常的500 μ s的觸發(fā)脈沖寬度，跳閘過(guò)程完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是該方法可以有效的消除由于斷路器的重燃導(dǎo)致的TCR閥組過(guò)電壓，利用TCR閥組快速泄放FC上存儲(chǔ)的電能，有效的保護(hù)晶閘管閥組。該方法采用SVC繼電保護(hù)裝置給出的跳閘信號(hào)同時(shí)送到斷路器跳閘回路和SVC控制器，利用SVC控制器的快速響應(yīng)，在高壓切除之前提前10-20ms將TCR的觸發(fā)角定位在使 TCR的無(wú)功等于FC的容性無(wú)功。由于高壓切除時(shí)的電壓相位不能確定，該方法在SVC控制器檢測(cè)到斷路器跳閘信號(hào)后，在改變觸發(fā)角位置的同時(shí)，增加觸發(fā)脈沖寬度到5ms，使得無(wú)論高壓在何種相位角度切除，TCR都能發(fā)出有效的觸發(fā)脈沖，利用TCR閥組快速泄放FC上存儲(chǔ)的電能。


圖1是本發(fā)明的原理框圖；圖2是本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)圖；圖3是實(shí)際測(cè)得的切除SVC裝置瞬間閥組電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式一種TCR和FC共用開(kāi)關(guān)的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法，該方法采用SVC控制器與SVC斷路器同時(shí)采樣繼電保護(hù)裝置的跳閘繼電器跳閘信號(hào)的方式，在SVC裝置跳閘或分閘時(shí)，SVC控制器檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作，先于斷路器動(dòng)作，將SVC觸發(fā)脈沖調(diào)整到TCR 最大感性輸出，并且將觸發(fā)脈沖寬度由500μ S調(diào)整到5ms，及時(shí)發(fā)出400ms的寬觸發(fā)脈沖， 然后恢復(fù)成正常脈沖。SVC系統(tǒng)由SVC控制器、晶閘管控制電抗器TCR、濾波器FC1、濾波器FC2、高壓開(kāi)關(guān) K組成；晶閘管控制電抗器TCR由兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管D再依次串聯(lián)電感Li、隔離開(kāi)關(guān)Gl 組成；濾波器FCl由電容C2依次串聯(lián)電感L2、隔離開(kāi)關(guān)G2組成；濾波器FC2由電容C3依次串聯(lián)電感L3、隔離開(kāi)關(guān)G3組成。濾波器可根據(jù)需要由一組或多組電容、依次串聯(lián)電感、隔離開(kāi)關(guān)組成。晶閘管控制電抗器TCR與濾波器FC1、濾波器FC2連接SVC母線，SVC母線與高壓母線之間接有高壓開(kāi)關(guān)K。圖2中T為工作變壓器。
SVC全數(shù)字控制系統(tǒng)引入來(lái)自電壓互感器PT的電網(wǎng)電壓信號(hào)、來(lái)自電流互感器 CTl的電網(wǎng)電流信號(hào)、來(lái)自晶閘管控制電抗器TCR的電流互感器CT2的電流信號(hào)和跳閘繼電器的跳閘信號(hào)。輸出可控硅控制信號(hào)，即觸發(fā)脈沖信號(hào)控制晶閘管的導(dǎo)通角。SVC控制器引入來(lái)自電壓互感器PT的電網(wǎng)電壓信號(hào)、來(lái)自電流互感器CTl的電網(wǎng)電流信號(hào)、來(lái)自晶閘管控制電抗器TCR的電流互感器CT2的電流信號(hào)和跳閘繼電器的跳閘信號(hào)，輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)控制晶閘管的導(dǎo)通角?？刂七^(guò)程如下電網(wǎng)電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)前置信號(hào)處理單元，再經(jīng)過(guò)同步信號(hào)生成單元， 產(chǎn)生SVC控制器程序運(yùn)行所需要的基波電壓同步信號(hào)；電網(wǎng)電壓信號(hào)、電網(wǎng)電流信號(hào)、TCR 電流信號(hào)進(jìn)行前置處理后的模擬信號(hào)給到SVC控制器的無(wú)功運(yùn)算單元，無(wú)功運(yùn)算單元計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功。跳閘、分閘信號(hào)經(jīng)過(guò)SVC繼電保護(hù)裝置的跳閘入口、分閘入口分別接到SVC繼電保護(hù)裝置中，SVC繼電保護(hù)裝置發(fā)出的跳閘信號(hào)，延遲一個(gè)繼電器時(shí)間給出；跳閘繼電器兩路輸出一路給到SVC斷路器去跳閘，另一路給到SVC控制器數(shù)字信號(hào)前置處理單元，再到觸發(fā)脈沖產(chǎn)生單元。觸發(fā)脈沖產(chǎn)生單元判斷跳閘繼電器是否動(dòng)作，如果沒(méi)動(dòng)作，按照無(wú)功運(yùn)算結(jié)果，計(jì)算出觸發(fā)角，生成觸發(fā)脈沖；如果判斷跳閘繼電器動(dòng)作了，直接將觸發(fā)角置為最小觸發(fā)角， TCR盡最大可能導(dǎo)通，將濾波器存儲(chǔ)的能量最快釋放，并且增加觸發(fā)脈沖寬度到5ms，以避免實(shí)際分間時(shí)，觸發(fā)脈沖剛好發(fā)完這種情況，確保濾波器存儲(chǔ)的能量最快釋放，從而可以避免因斷路器的重燃導(dǎo)致TCR閥組過(guò)電壓而燒毀晶閘管閥組.SVC控制器在檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作、發(fā)出寬的最小觸發(fā)角的觸發(fā)脈沖同時(shí)，開(kāi)始記時(shí)，5ms寬脈沖時(shí)間維持400ms之后，恢復(fù)成正常的500 μ s的觸發(fā)脈沖寬度，跳閘過(guò)程完成。應(yīng)用實(shí)例圖3是實(shí)際測(cè)得的切除SVC裝置瞬間閥組電壓波形圖。典型SVC工程，電壓35kV，TCR容量16Mvar，濾波器設(shè)為H2，H3，H4三個(gè)濾波支路， 濾波器總?cè)萘?6Mvar，TCR, H2，H3，H4共用一個(gè)斷路器。在沒(méi)應(yīng)用本發(fā)明前，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)因跳閘或分閘產(chǎn)生的斷路器重燃導(dǎo)致TCR閥組過(guò)電壓而一臂燒毀現(xiàn)象.應(yīng)用本發(fā)明后，這一問(wèn)題得以克服.因?yàn)镾VC設(shè)備二次保護(hù)的故障跳閘及分閘操作都是通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)的，將二次保護(hù)動(dòng)作的繼電器節(jié)點(diǎn)同時(shí)分送斷路器和SVC控制器，由于斷路器的響應(yīng)時(shí)間一般在20ms以上。SVC控制器可以依靠比高壓斷路器更快的響應(yīng)速度，在檢測(cè)到設(shè)備分閘或跳閘信號(hào)時(shí)及時(shí)調(diào)整TCR的觸發(fā)角位置，將TCR的觸發(fā)角位置設(shè)置在使TCR的感性無(wú)功等于FC的容性無(wú)功，并且增加觸發(fā)脈沖有效寬度。該方法可以有效的消除由于斷路器的重燃導(dǎo)致的TCR閥組過(guò)電壓，使操作斷路器可能產(chǎn)生的過(guò)電壓在TCR回路泄放掉，實(shí)現(xiàn)晶閘管閥組的保護(hù)。該方法利用TCR閥組快速泄放FC上存儲(chǔ)的電能，有效的保護(hù)晶閘管閥組。
權(quán)利要求
1. 一種TCR和FC共用開(kāi)關(guān)的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法，其特征在于，該方法采用SVC控制器與SVC斷路器同時(shí)采樣繼電保護(hù)裝置的跳閘繼電器跳閘信號(hào)的方式，在SVC 裝置跳閘或分閘時(shí)，SVC控制器檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作，先于斷路器動(dòng)作，將SVC觸發(fā)脈沖調(diào)整到TCR最大感性輸出，并且將觸發(fā)脈沖寬度由500 μ S調(diào)整到5ms，及時(shí)發(fā)出400ms的寬觸發(fā)脈沖，然后恢復(fù)成正常脈沖；具體控制過(guò)程如下電網(wǎng)電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)前置信號(hào)處理單元，再經(jīng)過(guò)同步信號(hào)生成單元，產(chǎn)生SVC控制器程序運(yùn)行所需要的基波電壓同步信號(hào)；電網(wǎng)電壓信號(hào)、電網(wǎng)電流信號(hào)、TCR電流信號(hào)進(jìn)行前置處理后的模擬信號(hào)給到SVC控制器的無(wú)功運(yùn)算單元，無(wú)功運(yùn)算單元計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功；跳閘、分閘信號(hào)經(jīng)過(guò)SVC繼電保護(hù)裝置的跳閘入口、分閘入口分別接到SVC繼電保護(hù)裝置中，SVC繼電保護(hù)裝置發(fā)出的跳閘信號(hào)，延遲一個(gè)繼電器時(shí)間給出；跳閘繼電器兩路輸出一路給到SVC斷路器去跳閘，另一路給到SVC控制器數(shù)字信號(hào)前置處理單元，再到觸發(fā)脈沖產(chǎn)生單元；觸發(fā)脈沖產(chǎn)生單元判斷跳閘繼電器是否動(dòng)作，如果沒(méi)動(dòng)作，按照無(wú)功運(yùn)算結(jié)果，計(jì)算出觸發(fā)角，生成觸發(fā)脈沖；如果判斷跳閘繼電器動(dòng)作了，直接將觸發(fā)角置為最小觸發(fā)角，TCR 盡最大可能導(dǎo)通，將濾波器存儲(chǔ)的能量最快釋放，并且增加觸發(fā)脈沖寬度到5ms，確保濾波器存儲(chǔ)的能量最快釋放，從而可以避免因斷路器的重燃導(dǎo)致TCR閥組過(guò)電壓而燒毀晶閘管閥組；SVC控制器在檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作、發(fā)出寬的最小觸發(fā)角的觸發(fā)脈沖同時(shí)，開(kāi)始記時(shí)，5ms寬脈沖時(shí)間維持400ms之后，恢復(fù)成正常的500 μ s的觸發(fā)脈沖寬度，跳閘過(guò)程完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于SVC裝置的TCR和FC共用開(kāi)關(guān)的對(duì)晶閘管閥組無(wú)電壓沖擊切除方法，該方法采用SVC控制器與SVC斷路器同時(shí)采樣繼電保護(hù)裝置的跳閘繼電器跳閘信號(hào)的方式，在SVC裝置跳閘或分閘時(shí)，SVC控制器檢測(cè)到跳閘繼電器動(dòng)作，先于斷路器動(dòng)作，將SVC觸發(fā)脈沖調(diào)整到TCR最大感性輸出，并且將觸發(fā)脈沖寬度由500μs調(diào)整到5ms，及時(shí)發(fā)出400ms的寬觸發(fā)脈沖，然后恢復(fù)成正常脈沖；使用該方法，能有效的避免因斷路器操作產(chǎn)生的重燃導(dǎo)致TCR閥組過(guò)電壓而燒毀晶閘管閥組。
文檔編號(hào)H02J3/01GK102377188SQ20111034511
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者姜兆威, 安萬(wàn)洙, 李海生, 李險(xiǎn)峰, 牛濤, 王曉艷, 肖丹, 趙柏品, 齊健 申請(qǐng)人:榮信電力電子股份有限公司, 遼寧省電力有限公司撫順供電公司