CN105281731A - 晶闸管阀组触发装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶闸管阀组触发装置及其系统，装置包括：为光电触发板提供能量来源的开关电源；将接收到的光触发信号转化成未经调制的电触发信号的光电触发板；将光电触发板发出的未经调制的电触发信号调制成高频脉冲触发序列的脉冲调制器；用于连接脉冲调制器与高频电流互感器的高压隔离传输电缆；将脉冲调制器调制后的高频脉冲触发序列传送至脉冲触发板的高频电流互感器；将接收到的高频脉冲触发序列传送至晶闸管阀组，并触发晶闸管阀组中两个以上的晶闸管的脉冲触发板。本发明能够有效地解决现有晶闸管阀组触发装置隔离效果差、体积大、效率低、触发一致性差，以及触发方式复杂的技术问题。

Description

晶闸管阀组触发装置及其系统

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其是涉及一种应用于高压电气环境中的晶闸管阀组触发装置及其系统。

背景技术

晶闸管阀组一般运用在高压电气环境中，晶闸管触发所需的能量要与一次高压电气系统进行隔离。但是在高压电气环境中，要求晶闸管阀组满足隔离效果好、体积小、效率高、触发一致性好、触发方式简单等诸多要求，而目前的实现方案尚不能很好的满足这一要求。现有技术普遍采用的方式是采用电流互感器的取能方式，通过一根高压电缆穿过所有的电流互感器，并与低压单相变压器副边连接，变压器原边接低压单相电源，通过低频的50Hz传统交流电进行能量传输。这些把低压供电和高压触发通过电磁耦合隔，以解决高低压取能的问题的方法带来的缺点主要有：

（1）现有晶闸管阀组触发装置采用基于50Hz系统下的低压电流互感器、体积大、取能效率低；

（2）现有晶闸管阀组触发装置所采用的高压电缆相对较粗，变压器也占据一定体积，且成本较高；

（3）现有晶闸管阀组触发装置的取能系统与触发系统独立，增加了取能系统与触发系统之间的高压连接电缆，也增加了系统成本及电缆破损带来的风险；

（4）现有晶闸管阀组触发装置中的电流互感器供电电缆分布于晶闸管阀组的柜体内，分布电容及其带来的耦合信号对触发系统的干扰较大；

（5）在现有晶闸管阀组中，电流互感器到触发系统供电电缆，以及电流互感器本身对地都存在很强的电晕现象。

在现有技术中，与本发明方案最相近的技术方案为北京索控欣博通电气有限公司于2008年12月15日申请，并于2009年08月19日公开，公开号为CN101510771A的中国发明专利《感应取能式晶闸管触发装置》。该专利虽然采用高频信号进行传输，但是该方案并不是针对串联的晶闸管阀组来设计的。每一个触发板都对应了一路光纤触发信号，所以不能做到用单一的光触发信号就同时触发多个串联晶闸管的效果，不能在保证所有晶闸管同时触发的同时还做到成本最优。另外，该方案由于每一个触发板都对应了一路光纤触发信号，并且通过感应线传递给感应高压器的是高频电压能量，而不是已与光信号耦合后的脉冲触发序列。在此种方案中，传输高频电压仅仅是作为一种取能的手段。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶闸管阀组触发装置及其系统，能够有效地解决现有晶闸管阀组隔离效果差、体积大、效率低、触发一致性差、触发方式复杂的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种晶闸管阀组触发装置的技术实现方案，晶闸管阀组触发装置，包括：

开关电源，为光电触发板提供能量来源；

光电触发板，将接收到的光触发信号转化成未经调制的电触发信号；

脉冲调制器，将所述光电触发板发出的未经调制的电触发信号调制成高频脉冲触发序列；

高压隔离传输电缆，用于连接所述脉冲调制器与高频电流互感器；

高频电流互感器，将所述脉冲调制器调制后的高频脉冲触发序列传送至脉冲触发板；

脉冲触发板，将接收到的高频脉冲触发序列传送至晶闸管阀组，并触发所述晶闸管阀组中两个以上的晶闸管。

优选的，所述高频脉冲触发序列为高频方波信号。

优选的，所述高频电流互感器与所述脉冲触发板集成为一体。

优选的，所述高频电流互感器采用穿心式电流互感器。

优选的，所述脉冲调制器将所述光电触发板输出的未经调制的电触发信号调制成能触发所述晶闸管的高频方波脉冲触发序列，所述高频方波脉冲触发序列的占空比为50%-100%，所述高频方波脉冲触发序列的频率为1kHz～20kHz。

本发明还另外具体提供了一种晶闸管阀组触发装置的技术实现方案，一种晶闸管阀组触发系统，包括：如上所述的晶闸管阀组触发装置，以及与所述晶闸管阀组触发装置相连的晶闸管阀组，所述晶闸管阀组包括两个以上的晶闸管。

优选的，所述晶闸管阀组包括两个以上相互串联的晶闸管。

优选的，所述晶闸管阀组包括两个以上相互并联的晶闸管。

优选的，所述晶闸管阀组包括三个以上相互串、并联的晶闸管。

优选的，所述触发系统还包括光触发信号源，所述光触发信号源为所述晶闸管阀组触发装置的光电触发板提供光触发信号。

通过实施上述本发明提供的晶闸管阀组触发装置及其系统，具有如下技术效果：

（1）本发明采用高频方波信号传输隔离，而不是常规的50Hz交流电，当配合穿心式电流互感器取能时，取能互感器的体积可以大大缩小，传输效率提高，抗干扰能力增强；

（2）本发明用于取能的高频电流互感器与脉冲触发板合二为一，无需配置取能系统与触发系统之间的高压电缆，有利于消除电缆带来的分布电容和电晕现象，增强了系统的抗干扰能力，同时减小了电缆破损带来的安全风险；

（3）本发明的高压隔离传输电缆和高频电流互感器将脉冲调制器处理后的高频脉冲触发列传递给脉冲触发板，只需要一个光纤信号就可以通过多个脉冲触发板来触发多个串联的晶闸管阀；

（4）本发明通过高压隔离传输电缆传输的是已与光信号耦合后的脉冲触发序列，所以脉冲触发板无需使用逻辑芯片，降低了设备的材料成本和维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明晶闸管阀组触发系统一种具体实施方式的系统电气连接结构框图；

图2是本发明晶闸管阀组触发装置一种具体实施方式的部分结构示意图；

图3是本发明晶闸管阀组触发装置一种具体实施方式中开关电源输出电压波形图；

图4是本发明晶闸管阀组触发装置一种具体实施方式中光电触发板接收到的光触发信号波形图；

图5是本发明晶闸管阀组触发装置一种具体实施方式中光电触发板输出的电压信号波形图；

图6是本发明晶闸管阀组触发装置一种具体实施方式中脉冲调制器输出的电压信号波形图；

图7是本发明晶闸管阀组触发装置一种具体实施方式中晶闸管接收到的触发信号波形图；

图中：1-开关电源，2-光电触发板，3-脉冲调制器，4-高压隔离传输电缆，5-高频电流互感器，6-脉冲触发板，7-晶闸管阀组，8-晶闸管，9-光触发信号源。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图7所示，给出了本发明晶闸管阀组触发装置及其系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图1和附图2所示，一种晶闸管阀组触发装置的具体实施例，包括：

开关电源1，为光电触发板2提供能量来源；如附图3所示，为开关电源1输出的电压波形图；

光电触发板2，将接收到的光触发信号转化成未经调制的电触发信号；如附图4所示，为光电触发板2接收到的光触发信号波形图；如附图5所示，为光电触发板2输出的电压信号波形图；

脉冲调制器3，将光电触发板2发出的未经调制的电触发信号调制成高频脉冲触发序列；如附图6所示，为脉冲调制器3输出的电压信号波形图；

高压隔离传输电缆4，用于连接脉冲调制器3与高频电流互感器5；

高频电流互感器5，将脉冲调制器3调制后的高频脉冲触发序列传送至脉冲触发板6；

脉冲触发板6，将接收到的高频脉冲触发序列传送至晶闸管阀组7，并触发晶闸管阀组7中两个以上的晶闸管8。如附图7所示，为晶闸管8接收到的触发信号波形图。

本发明上述具体实施例采用高频隔离取能，取能系统与触发系统合并的技术方案实现基于晶闸管阀组的触发。针对传统方案中采用隔离变压器，本发明具体实施例通过采用开关电源1供电，相对变压器而言体积和成本都大为减小。针对晶闸管阀组7的触发特点（要求晶闸管8的触发信号一致），采用高压隔离传输电缆4直接向多个脉冲触发板6传递相同的高频脉冲触发列，并直接触发晶闸管8，做到了触发一致性好，触发方式简单。另外，具体实施例通过采用多个脉冲触发板6即可触发多个晶闸管8的串联电路，同时本发明具体实施例也可以用于任何形式的，需要同时触发多个晶闸管8的情况，包括多个晶闸管8并联或者多个晶闸管8串、并联的形式。

作为本发明一种较佳的具体实施例，经过光电触发板2调制的高频脉冲触发序列进一步为高频方波信号。针对传统方案中的采用隔离变压器输出端的短路电流来为高频电流互感器5取能，本具体实施例采用脉冲调制器3将直流电转换成高频脉冲触发序列，隔离取能采用高频电流互感器5。

作为本发明一种较佳的具体实施例，高频电流互感器5与脉冲触发板6进一步集成为一体。针对传统方案中取能回路与触发回路分离，本具体实施例将取能系统与触发系统合并在一个模块上，这样就无需配置取能系统与触发系统之间的高压电缆。

作为本发明一种较佳的具体实施例，高频电流互感器5采用穿心式电流互感器。该具体实施例由于采用的是高频方波信号传输隔离，而不是常规的50Hz交流电，同时配合高频电流互感器5采用穿心式电流互感器的取能时，取能互感器的体积可以大大缩小、传输效率进一步提高、抗干扰能力进一步增强。

脉冲调制器3将光电触发板2输出的未经调制的电触发信号调制成能触发晶闸管8的高频方波脉冲触发序列，高频方波脉冲触发序列的占空比为50%-100%，高频方波脉冲触发序列的频率为1kHz～20kHz。

如附图1和附图2所示，一种晶闸管阀组触发系统的具体实施例，包括：如上所述的晶闸管阀组触发装置，以及与晶闸管阀组触发装置相连的晶闸管阀组7，晶闸管阀组7包括两个以上的晶闸管8。其中，在附图2中，省略了开关电源1、光电触发板2和光触发信号源9。

作为本发明一种典型的具体实施例，晶闸管阀组7可以包括两个以上相互串联的晶闸管8，或两个以上相互并联的晶闸管8，还可以是三个以上相互串、并联的晶闸管8。

作为本发明一种典型的具体实施例，触发系统还进一步包括光触发信号源9，光触发信号源9为晶闸管阀组触发装置的光电触发板2提供光触发信号。

通过实施本发明具体实施例描述的晶闸管阀组触发装置及其系统，能够达到以下技术效果：

（1）本发明具体实施例基于开关电源作为能量来源，实现了充分的节能，同时采用高频方波信号传输隔离，而不是常规的50Hz交流电，传输高频电压不只是一种取能的手段，而本身传递的就是触发脉冲序列，脉冲触发板可以直接采用触发脉冲序列对晶闸管输出触发脉冲；当配合穿心式电流互感器取能时，取能互感器的体积可以大大缩小，传输效率提高，抗干扰能力增强；

（2）本发明具体实施例用于取能的高频电流互感器与脉冲触发板合二为一，实现了取能单元与触发单元的一体化，无需配置取能系统与触发系统之间的高压电缆，有利于消除电缆带来的分布电容和电晕现象，增强了系统的抗干扰能力，减小了电缆破损带来的安全风险；同时，脉冲触发板无需接收光信号、无需处理逻辑，只需要将脉冲能量输出给晶闸管；

（3）本发明具体实施例的高压隔离传输电缆和高频电流互感器将脉冲调制器处理后的高频脉冲触发列传递给脉冲触发板，只需要一个光纤信号就可以通过多个脉冲触发板来触发多个串联的晶闸管阀；

（4）本发明具体实施例通过高压隔离传输电缆传输的是已与光信号耦合后的脉冲触发序列，所以脉冲触发板无需使用逻辑芯片，降低了设备的材料成本和维护成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种晶闸管阀组触发装置，其特征在于，包括：

开关电源（1），为光电触发板（2）提供能量来源；

光电触发板（2），将接收到的光触发信号转化成未经调制的电触发信号；

脉冲调制器（3），将所述光电触发板（2）发出的未经调制的电触发信号调制成高频脉冲触发序列；

高压隔离传输电缆（4），用于连接所述脉冲调制器（3）与高频电流互感器（5）；

高频电流互感器（5），将所述脉冲调制器（3）调制后的高频脉冲触发序列传送至脉冲触发板（6）；

脉冲触发板（6），将接收到的高频脉冲触发序列传送至晶闸管阀组（7），并触发所述晶闸管阀组（7）中两个以上的晶闸管（8）。

2.根据权利要求1所述的一种晶闸管阀组触发装置，其特征在于：所述高频脉冲触发序列为高频方波信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种晶闸管阀组触发装置，其特征在于：所述高频电流互感器（5）与所述脉冲触发板（6）集成为一体。

4.根据权利要求3所述的一种晶闸管阀组触发装置，其特征在于：所述高频电流互感器（5）采用穿心式电流互感器。

5.根据权利要求1、2、4中任一权利要求所述的一种晶闸管阀组触发装置，其特征在于：所述脉冲调制器（3）将所述光电触发板（2）输出的未经调制的电触发信号调制成能触发所述晶闸管（8）的高频方波脉冲触发序列，所述高频方波脉冲触发序列的占空比为50%-100%，所述高频方波脉冲触发序列的频率为1kHz～20kHz。

6.一种晶闸管阀组触发系统，其特征在于，包括：如权利要求1-5中任一权利要求所述的晶闸管阀组触发装置，以及与所述晶闸管阀组触发装置相连的晶闸管阀组（7），所述晶闸管阀组（7）包括两个以上的晶闸管（8）。

7.根据权利要求6所述的一种晶闸管阀组触发系统，其特征在于：所述晶闸管阀组（7）包括两个以上相互串联的晶闸管（8）。

8.根据权利要求6所述的一种晶闸管阀组触发系统，其特征在于：所述晶闸管阀组（7）包括两个以上相互并联的晶闸管（8）。

9.根据权利要求6所述的一种晶闸管阀组触发系统，其特征在于：所述晶闸管阀组（7）包括三个以上相互串、并联的晶闸管（8）。

10.根据权利要求6-9中任一权利要求所述的一种晶闸管阀组触发系统，其特征在于：所述触发系统还包括光触发信号源（9），所述光触发信号源（9）为所述晶闸管阀组触发装置的光电触发板（2）提供光触发信号。