基于TSC/TCR式消弧线圈的晶闸管控制电路的设计方案

　　0 引言

　　单相接地故障是电力系统最常见的故障。中性点不接地电网发生单相接地故障时，可带故障运行2 小时。但是如果电网中的对地电容电流较大（如电缆线路），就会在接地点形成较大电弧，对电力系统的安全运行造成威胁。应用消弧线圈能够可靠熄灭电弧。本文提出的基于TSC/TCR 式消弧线圈的晶闸管控制电路的设计方案，通过实验电路测试， 效果理想，证实了该方案的可行性。

　　1 TSC/TCR 式消弧线圈的结构及工作过程

　　TSC 与TCR 电路通过改变消弧线圈二次侧的感抗值，进而改变消弧线圈在系统中的电感值，以补偿电网的容性电流。

　　TSC（Thyristor Switched capacitor ） 即晶闸管投切电容。

　　由三组容量比为1:2：4 的电容和晶闸管开关组成，通过控制晶闸管的通断，使二次侧投入的电容值按照一定规律变化。这种调节是分级的，并不连续。

　　TCR（Thyristor Controlled Reactor） 即晶闸管控制电抗器，由电抗器和晶闸管开关构成，通过控制晶闸管的触发角，改变等效电抗。其电流在一定范围内连续变化。

　　通过消弧线圈控制器测算电网的电容电流值，计算需要投入的电容值与电感量，电容由TSC 控制电路投入，电抗由TCR触发电路投入。下面将分别对TSC 与TCR 的控制电路进行分析。

　　

　　2 TSC 控制电路

　　2.1 电压的过零点检测

　　电容器在投切的过程中会有较大的冲击电流，损坏晶闸管。因此应在输入的交流电压与电容上的残留电压相等，即晶闸管两端的电压为零时将其首次触发导通。过零检测电路能够在输入信号过零点时输出过零脉冲，如图2 所示。

　　

　　可以看出，正弦信号经过不可控整流桥，在B 点产生只有上半周，周期为π 的正弦波，经过运放与一接近于零的电压进行比较，在C 点产生过零时刻的脉冲，如图3 所示。