一种静态无功补偿器的晶闸管软开关投切电路及控制方法

摘要

一种静态无功补偿器的晶闸管软开关投切电路及控制方法，包括电网、晶闸管控制电抗器TCR、晶闸管投切电容器TSC、控制电路。晶闸管控制电抗器TCR与晶闸管投切电容器TSC并联后接入电网。控制电路部分包括相位检测模块、无功检测与控制量计算模块、信号发生器1#和2#、驱动电路1～4。对于TSC和TCR的晶闸管T_C与T_L的控制，均以电网电压相位为参考，要根据目标控制量的大小，确定触发T_C与T_L导通的周期和相位。本发明不含耗能电阻，增加了桥式二极管整流单元，但在TSC或TCR中仅采用一只晶闸管，即可实现电能的双向控制。

主权项

一种静态无功补偿器的晶闸管软开关投切电路，包括电网(①)、晶闸管控制电抗器TCR、晶闸管投切电容器TSC、控制电路(②)；其特征在于：所述电网(①)包括高压母线L0、降压变压器T，降压变压器T的二次侧直接与晶闸管控制电抗器TCR中第二不可控整流桥(2)交流侧的一端连接，此连接节点同时连接晶闸管投切电容器TSC中交流电容器C的一端、第一不可控整流桥(1)的一端，即交流电容器C与第一不可控整流桥(1)、第二不可控整流桥(2)为并联关系；晶闸管投切电容器TSC包括晶闸管投切电路、交流电容器C，第一不可控整流桥(1)的交流侧直接与交流电容器C并联，二者的另一端接地；晶闸管投切电路包含第一不可控整流桥(1)、晶闸管T_C、小电感L_sC1和L_sC2、直流电容C_sC、电力场效应管S_C，小电感L_sC1和L_sC2串联，且二者的节点接直流电容C_sC的一端，直流电容另一端与电力场效应管S_C的漏极相连；小电感L_sC1的另一端接第一不可控整流桥(1)的正极，小电感L_sC2的另一端接晶闸管T_C的阳极，晶闸管阴极与S_C源极一起与第一不可控整流桥(1)的负极相连；晶闸管控制电抗器TCR包括晶闸管控制电路、电抗器L，晶闸管控制电路由第二不可控整流桥(2)、晶闸管T_L、小电感L_sL1和L_sL2、直流电容C_sL、电力场效应管S_L组成；第二不可控整流桥(2)的另一交流端与电抗器L一端相连，电抗器L的另一端接地；小电感L_sL1和L_sL2串联，且二者的节点接直流电容C_sL的一端，直流电容C_sL另一端与电力场效应管S_L的漏极相连，小电感L_sL1的另一端接第二不可控整流桥(2)的正极，小电感L_sL2的另一端接晶闸管T_L的阳极，晶闸管T_L阴极与电力场效应管S_L源极一起与第二不可控整流桥(2)的负极相连；控制电路(②)包括相位检测模块、无功检测与控制量计算模块、第一信号发生器(1#)和第一信号发生器(2#)、驱动电路1～4；相位检测模块输入端为电网电压信号u_grid，相位检测模块输出端为电压相位θ；无功检测与控制量计算模块计算的输入为θ和电网电流信号I_grid，输出分别为控制角α₁和α₂；第一信号发生器(1#)和第一信号发生器(2#)的输入量为θ、α₁和α₂，输出为半导体开关门极控制信号Gate1～Gate4；驱动电路1～4的输入量分别为Gate1～Gate4，分别输出T_S、T_L、S_C和S_L的门极控制信号Gate1、Gate2、Gate S_C和Gate S_L。对于TSC和TCR的晶闸管T_C与T_L的控制，均以电网电压相位为参考，要根据目标控制量的大小，确定触发T_C与T_L导通的周期和相位。