CN102158060B - 一种新型直流换流阀晶闸管阻尼回路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新颖的直流换流阀阻尼回路的设计，能够满足电气设计的全部要求，阻尼回路是由直流均压电阻、阻尼电阻、阻尼电容构成，直流均压电阻起到为换流阀均衡电压的作用，并且为电路板的电压检测提供回路。阻尼电容由三个电容构成，一个阻尼电容起到分压作用，一个阻尼电容和阻尼电阻串联构成阻尼回路，另一个阻尼电容和快速取能回路电阻串联，为TTM的快速取能回路。这种新颖的设计方法使得直流换流阀阻尼回路在满足要求的情况下的设计尽量简化。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子器件领域，具体涉及一种新型直流换流阀晶闸管阻尼回路。
背景技术
晶闸管阻尼回路是晶闸管级电路的重要组成部分，现代大部分的设计思路是由RC电路构成阻尼回路，该发明所设计的阻尼回路见附图1所示。在换流阀正常运行过程中，由于换流阀是由多个晶闸管串联组成，则每一级的晶闸管都应当承受相近的电压，阻尼回路起着内部动态均压的作用，除此之外，阻尼回路给晶闸管触发与监测单元TTM提供取能回路，TTM是晶闸管级的触发、监控和保护装置，如果出现取能问题，则会导致其工作不正常，从阻尼回路直接取能，能够保证其电压电流达到需要的值，因而能保证其正常工作，当换流阀关断或者出现故障状态时,从阻尼回路取能能够防止在断电状态下，TTM上还有残留电压的状态。阻尼回路还能吸收回路的冲击电压。阻尼回路的阻尼电容主要是用来抑制晶闸管在关断过渡过程中的过冲电压以及dv/dt，阻尼电阻主要是用来抑制晶闸管开通时的放电电流峰值以及阻尼关断时产生的振荡。
目前国内外还没有类似的技术发明。国外的换流阀阻尼回路的设计方法不尽相同，与各自的电气设计和TTM的设计方法有关，传统的晶闸管阻尼回路的设计按照最早设计方法，是由一个阻尼电阻和阻尼电容相连接构成RC阻尼回路，虽然这种阻尼回路的设计方法也能够达到降低晶闸管电压dv/dt，吸收峰值电压，实现保护晶闸管的目的，但是这种方法设计的电气结构单调，不能将之应用于工程上，不能给TTM供取能回路。国外的设计方法比较独特，但受制于技术上的垄断，未能对其作深入研究和了解。
中国专利申请200920277486.8“一种直流换流阀晶闸管门极单元取能装置”中公开了一种直流换流阀晶闸管取能装置，具体设计电路控制中的换流阀触发装置。其中的阻尼回路是由两个回路构成，这样的设计方法能够保证利用两条阻尼回路取能，使得门极板的电能能够维持较长时间，但这样的设计方法使得阻尼回路略显复杂，两条回路的设计使得实际工程出问题的概率增多，且这样的阻尼回路设计没有快速取能电路，不能满足门极板在较短的时间内建立可以工作的电压。本发明在深入研究换流阀的运行特性和晶闸管的自身特性，设计一个能够起到动态均压作用，能够防止回路中的电压过冲，能够提供TTM正常运行的取能回路，并能解决TTM在故障或冲击电压的影响下的取能问题，利用快速取能回路不仅能保证TTM在这种情况下的取能问题，还能够提供TTM的dv/dt保护的电路，设计方法新颖独特。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新颖的阻尼回路的电气结构，如附图1所示，能够满足电气设计的全部要求，阻尼电容是由三端电容构成，它共由三个电容值构成，阻尼电阻和阻尼电容串联构成阻尼回路，另一个电容的外端和快速取能电路相连接，能够为TTM的快速取能和dv/dt检测提供回路，达到了物尽其用的作用。
依据本发明的一种新型直流换流阀晶闸管阻尼回路，包括直流均压电阻Rj1、Rj2，阻尼电容C1、C2、C3，阻尼电阻Rd，和快速取能电阻Rx；直流均压电阻的关系为直流均压电阻Rj1和Rj2串联后与晶闸管触发与监测单元TTM连接；阻尼电容C2和C3并联，然后和阻尼电容C1串联；阻尼电容C1和阻尼电阻Rj1、Rj2共同连接于晶闸管T1的阳极；阻尼电阻Rd和阻尼电容C3串联后连接至晶闸管触发与监测单元TTM，阻尼电容C2和快速取能电阻Rx连接构成快速取能回路。
其中，直流均压电阻Rj1、Rj2串联和晶闸管触发与监测单元TTM连接构成直流均压电路，用以提供换流阀静态均压的作用，直流均压电阻Rj1、Rj2的结构相等，串联连接，从而使得两个直流均压电阻的功率不太大，以及直流均压电阻Rj1、Rj2和TTM连接构成电压测量电路。
其中，所述阻尼电容是由阻尼电容C1，C2，C3组成，阻尼电容C1起到分压作用，所述直流换流阀阻尼回路的电压主要施加到阻尼电容C1上，阻尼电容C3和阻尼电阻Rd串联构成回路，承担换流阀回路中的阻尼作用，防止由于过电压而损坏晶闸管，同时对整个换流阀模块起到动态均压的作用。
其中，阻尼电容C2和快速取能电阻Rx串联构成快速取能回路，为回路中的dv/dt检测和电路板的晶闸管触发与监测单元TTM电压的快速建立起到关键作用。
本发明的有益效果是：本发明所设计的换流阀晶闸管阻尼回路电路结构简单，设计思路清晰，功能齐全，方便可靠，较常规的晶闸管阻尼回路有了很大的提高，最重要的是能够为TTM正常工作多种电压。
附图说明
图1示出的是晶闸管阻尼回路电气连接示意图。
具体实施方式
本发明所设计的换流阀晶闸管级阻尼回路其电气结构如附图1所示。
附图1中，T1为晶闸管，晶闸管的阳极和阻尼电容C1及TTM相连，晶闸管的阴极和门极都归连于晶闸管触发与监测单元TTM，晶闸管的阳极和阴极与TTM相连，TTM在电路设计中对引入的电压进行分压，将晶闸管阳极和阴极的高电压转变成能够使电路板正常工作的电压范围。
直流换流阀阻尼回路是由直流均压电阻Rj1、Rj2，阻尼电容C1、C2、C3，阻尼电阻Rd，快速取能电阻Rx构成，直流均压电阻的关系为电阻Rj1和Rj2串联后和TTM连接。电容C2和C3并联，并联后和电容C1串联，电容C1和电阻Rj1、Rj2共同连接于晶闸管的阳极。阻尼电阻Rd和电容C3串联后连接至TTM，电容C2和快速取能电阻Rx连接构成快速取能回路。
直流均压电阻Rj1、Rj2串联和TTM连接构成直流均压电路，用以提供换流阀静态均压的作用，Rj1、Rj2的阻值相等，串联连接，这样可以使得两个电阻的功率不至太大，同时Rj1、Rj2和TTM连接可以构成电压测量电路。
阻尼电容是由电容C1，C2，C3组成，电容C1起到分压作用，阻尼回路主要电压施加至电容C1，电容C3和阻尼电容Rd,串联构成阻尼回路，承担换流阀回路中的阻尼作用，防止由于过电压而损坏晶闸管，同时对整个换流阀模块起到动态均压的作用。TTM电路中能够将由阻尼回路引入的电压进行处理，设计整流电路，并进行滤波、稳压处理，使其产生能够使得整个电路板正常工作的各种电压范围。
电容C2和电阻Rx串联构成快速取能回路，为回路中的dv/dt检测和电路板TTM电压的快速建立起到关键作用。快速取能回路的阻抗值要比阻尼回路中的阻抗值较小，因而流入的电流较大，能够满足快速取能的目的。通过将dv/dt和电容C2的乘积转换为电流信号，通过测量电流值就能得到dv/dt量。
以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种新型直流换流阀晶闸管阻尼回路，其特征在于：
直流换流阀阻尼回路包括直流均压电阻Rj1、Rj2，阻尼电容C1、C2、C3，阻尼电阻Rd，和快速取能电阻Rx；直流均压电阻的关系为直流均压电阻Rj1和Rj2串联后与晶闸管触发与监测单元TTM连接；阻尼电容C2和C3并联，然后和阻尼电容C1串联；阻尼电容C1和阻尼电阻Rj1、Rj2共同连接于晶闸管T1的阳极；阻尼电阻Rd和阻尼电容C3串联后连接至晶闸管触发与监测单元TTM，阻尼电容C2和快速取能电阻Rx连接构成快速取能回路；直流均压电阻Rj1、Rj2串联和晶闸管触发与监测单元TTM连接构成直流均压电路，用以提供换流阀静态均压的作用，直流均压电阻Rj1、Rj2的结构相等，串联连接，以及直流均压电阻Rj1、Rj2和TTM连接构成电压测量电路。
2.如权利要求1所述的直流换流阀晶闸管阻尼回路，其特征在于：所述阻尼电容是由阻尼电容C1，C2，C3组成，阻尼电容C1起到分压作用，所述直流换流阀阻尼回路的电压主要施加到阻尼电容C1上，阻尼电容C3和阻尼电阻Rd串联构成回路，承担换流阀回路中的阻尼作用，防止由于过电压而损坏晶闸管，同时对整个换流阀模块起到动态均压的作用。
3.如权利要求2所述的直流换流阀晶闸管阻尼回路，其特征在于：阻尼电容C2和快速取能电阻Rx串联构成快速取能回路，为回路中的dv/dt检测和电路板的晶闸管触发与监测单元TTM电压的快速建立起到关键作用。
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