基于TSC/TCR式消弧線圈的晶閘管控制電路的設計方案

　　0 引言

　　單相接地故障是電力系統最常見的故障。中性點不接地電網發生單相接地故障時，可帶故障運行2 小時。但是如果電網中的對地電容電流較大（如電纜線路），就會在接地點形成較大電弧，對電力系統的安全運行造成威脅。應用消弧線圈能夠可靠熄滅電弧。本文提出的基于TSC/TCR 式消弧線圈的晶閘管控制電路的設計方案，通過實驗電路測試， 效果理想，證實了該方案的可行性。

　　1 TSC/TCR 式消弧線圈的結構及工作過程

　　TSC 與TCR 電路通過改變消弧線圈二次側的感抗值，進而改變消弧線圈在系統中的電感值，以補償電網的容性電流。

　　TSC（Thyristor Switched capacitor ） 即晶閘管投切電容。

　　由三組容量比為1:2：4 的電容和晶閘管開關組成，通過控制晶閘管的通斷，使二次側投入的電容值按照一定規律變化。這種調節是分級的，并不連續。

　　TCR（Thyristor Controlled Reactor） 即晶閘管控制電抗器，由電抗器和晶閘管開關構成，通過控制晶閘管的觸發角，改變等效電抗。其電流在一定范圍內連續變化。

　　通過消弧線圈控制器測算電網的電容電流值，計算需要投入的電容值與電感量，電容由TSC 控制電路投入，電抗由TCR觸發電路投入。下面將分別對TSC 與TCR 的控制電路進行分析。

　　2 TSC 控制電路

　　2.1 電壓的過零點檢測

　　電容器在投切的過程中會有較大的沖擊電流，損壞晶閘管。因此應在輸入的交流電壓與電容上的殘留電壓相等，即晶閘管兩端的電壓為零時將其首次觸發導通。過零檢測電路能夠在輸入信號過零點時輸出過零脈沖，如圖2 所示。

　　可以看出，正弦信號經過不可控整流橋，在B 點產生只有上半周，周期為π 的正弦波，經過運放與一接近于零的電壓進行比較，在C 點產生過零時刻的脈沖，如圖3 所示。