CN112702052A - 一种高压晶闸管阀组触发系统及方法 - Google Patents

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于治国
高洪芬
崔玉书
倪磊
武传艳
张善江
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    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
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    • H03K17/722—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
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Abstract

本发明公开了一种高压晶闸管阀组触发系统及方法，包括：门极触发电路，所述门极触发电路包括：触发单元，被配置为用于在接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；正向脉冲变压器，用于对正向触发脉冲序列进行变压后传输至正向晶闸管串的门极触发电路；负向脉冲变压器，用于对负向触发脉冲序列进行变压后传输至负向晶闸管串的门极触发电路。触发板的正、负两路触发电路分离，且分别通过两串脉冲变压器将触发信号同晶闸管门极有效隔离，脉冲变压器与晶闸管就近安装，规避了主电路对触发板的干扰，利于阀组可靠安全运行。

Description

一种高压晶闸管阀组触发系统及方法
技术领域
本发明涉及高压晶闸管阀组技术领域，尤其涉及一种高压晶闸管阀组触发系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
高压晶闸管阀组由多级反并联晶闸管对串联组成，是SVC设备的核心装置，保证反并联晶闸管对的可靠触发是SVC设备正常运行的前提。由于晶闸管阀组工作在高电压环境，及时对晶闸管的状态进行在线检测也是SVC设备运行时的关键之处。
现有技术中，高压晶闸管阀组采用最多的触发方案是直接在高电位上设计电阻、电容取能回路，给触发板供电后接收光触发信号而实现的光电触发。这种高电位自取能触发的最大缺点是晶闸管不能实现过零点触发，只适用于晶闸管在有较大触发角度时的触发。并且，目前并没有对高压晶闸管阀组的状态检测方案。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种高压晶闸管阀组触发系统及方法，能够提供正、负两路触发脉冲序列，保证晶闸管阀的一致可靠导通。同时，能够在晶闸管关断情况下，在线对晶闸管的状态进行检测。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种高压晶闸管阀组触发系统，包括：门极触发电路，所述门极触发电路包括：
触发单元，被配置为用于在接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；
正向脉冲变压器，用于对正向触发脉冲序列进行变压后传输至正向晶闸管串的门极触发电路。
负向脉冲变压器，用于对负向触发脉冲序列进行变压后传输至负向晶闸管串的门极触发电路。
作为进一步地方案，触发单元两个成对的接线端子P1+、P1-间连接的隔离电缆，作为负向脉冲变压器的原边。
作为进一步地方案，触发单元两个成对的接线端子P2+、P2-间连接的隔离电缆，作为正向脉冲变压器的原边。
作为进一步地方案，所述触发指令由光纤传送至触发单元。
作为进一步地方案，还包括状态检测电路，所述状态检测电路包括：
状态检测单元，被配置为用于检测连接在晶闸管阀组两端的分压电阻之间的电压差；如果压差为零，则判断该晶闸管阀组状态正常；否则，判断该晶闸管阀组状态异常。
作为进一步地方案，触发单元两个成对的接线端子P3+、P3-间连接的隔离电缆与送能磁环组成变压器，用于为所述状态检测单元供能。
作为进一步地方案，所述晶闸管阀组状态异常时，向控制系统发送设定格式的方波信号。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种高压晶闸管阀组触发方法，包括：
接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；用正、负两路触发脉冲序列分别触发正向晶闸管串和负向晶闸管串；以实现对高压晶闸管阀组的一致触发。
作为进一步地方案，还包括：确定每一相晶闸管阀组两端的电压差，基于所述电压差实现晶闸管阀组的状态判断；如果压差小于设定阈值，则判断该相晶闸管阀组状态正常；否则，判断该相晶闸管阀组状态异常。
作为进一步地方案，如果判断该相晶闸管阀组状态异常，则向控制系统发送设定格式的方波信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)来自控制系统的触发信号由光纤传送，具有非常高的电磁兼容性能。晶闸管门极信号由触发板产生脉冲序列，脉冲序列格式可以根据需要进行设置，能够方便地修改，保证触发时刻的准确和可靠。
(2)触发板的正、负两路触发电路分离，且分别通过两串脉冲变压器将触发信号同晶闸管门极有效隔离，脉冲变压器与晶闸管就近安装，规避了主电路对触发板的干扰，利于阀组可靠安全运行。
(3)晶闸管阀组的状态检测电路接线简单，能够在晶闸管尚未导通时就进行在线检测，回报阀组状态故障，故障时上传方波信号，及时有效地对晶闸管阀进行保护。
(4)本发明触发方案既可以过零点触发，也可以任意角度触发，通常的目标应用场合是过零点触发的工况下。
附图说明
图1是本发明实施例中高压晶闸管阀组触发系统总接线图；
图2是本发明实施例中高压晶闸管阀组触发系统接线图；
图3是本发明实施例中高压晶闸管阀组触发系统原理框图；
图4是本发明实施例中高压晶闸管阀组状态检测电路接线图；
图5是本发明实施例中三相高压晶闸管阀组连接状态示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种高压晶闸管阀组触发系统，参照图1，具体包括：门极触发电路和状态检测电路。
其中，门极触发电路用于接收控制系统的触发指令，产生能够可靠触发晶闸管的脉冲序列；状态检测电路用于在晶闸管关断的时刻检测晶闸管的状态，并将晶闸管的状态通过通讯光纤上传至控制系统。
本实施例中，控制系统是在弱电侧，对整套SVC装置进行控制、保护、监测的装置。
具体地，参照图2和图3，门极触发电路包括：
触发单元，被配置为用于在接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；
正向脉冲变压器，用于对正向触发脉冲序列进行变压后传输至正向晶闸管串的门极触发电路。
负向脉冲变压器，用于对负向触发脉冲序列进行变压后传输至负向晶闸管串的门极触发电路。
脉冲变压器为穿心式，触发单元P1+、P1-端子间连接隔离电缆，该隔离电缆作为负向脉冲变压器的原边，将各负向脉冲变压器串联；负向脉冲变压器的副边连接负向晶闸管串的门极触发电路。
触发单元P2+、P2-端子间连接隔离电缆，该隔离电缆作为正向脉冲变压器的原边；将各正向脉冲变压器串联；正向脉冲变压器的副边连接正向晶闸管串的门极触发电路。
本实施例中，门极触发电路选用驱动板，驱动板安装在脉冲变压器的副边。
本实施例中，采用触发单元的光接收回路LR1、LR2分别接收来自控制器光纤发送的正、负两路触发信号；触发单元上的可编程器件能够接收到触发信号后，产生相应的正、负脉冲触发序列，并通过门极触发电路产生大电流触发脉冲，并经过脉冲变压器后直接触发晶闸管，保证晶闸管串的一致可靠触发。
另外，触发单元还具有监测电路板电压和为状态检测电路供能的功能。
参照图4，状态检测电路包括：状态检测单元，被配置为用于检测连接在晶闸管阀组两端的分压电阻之间的电压差；如果压差小于设定阈值，则判断该晶闸管阀组状态正常；否则，判断该晶闸管阀组状态异常。
需要说明的是，本实施例的晶闸管阀组可以应用于单相工况下，也可以应用于三相工况下；应用于三相工况时，每一相晶闸管阀组的结构和参数往往是相同的，比如：图5给出了三相晶闸管阀组采用星型接法时的接线示意图；当然，对于三相的角型接法也是适用的。
本实施例中，状态检测单元的能量由触发单元提供，触发单元P3+、P3-端子间连接的隔离电缆与送能磁环组成变压器，用于为所述状态检测单元供能。
每一相晶闸管阀组两端分别连接1MΩ的分压电阻，两只分压电阻的另一端则接入状态检测单元的电压比较电路。状态检测单元可以在晶闸管关断的时候对晶闸管的状态进行检测，晶闸管状态正常时，晶闸管阀组对称两部分分担电压近似相等，两部分电压差小于设定阈值。当有晶闸管故障时，对称两部分承担的电压不同而检测出较大压差信号，发送固定格式的方波信号给控制系统。
图2中示出的75kΩ的电阻是晶闸管的均压电阻，每一对反并联的晶闸管并联一只75kΩ的均压电阻，目的是确保每一对晶闸管承受的电压相同。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了一种高压晶闸管阀组触发方法，包括：
接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；用正、负两路触发脉冲序列分别触发正向晶闸管串和负向晶闸管串；以实现对高压晶闸管阀组的一致可靠触发。
确定每一相晶闸管阀组两端的电压差，基于所述电压差实现晶闸管阀组的状态判断；如果压差小于设定阈值，则判断该相晶闸管阀组状态正常；否则，判断该相晶闸管阀组状态异常。
如果判断该相晶闸管阀组状态异常，则向控制系统发送设定格式的方波信号。
上述过程的具体实现方式已经在实施例一中进行说明，不再赘述。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，包括：门极触发电路，所述门极触发电路包括：
触发单元，被配置为用于在接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；
正向脉冲变压器，用于对正向触发脉冲序列进行变压后传输至正向晶闸管串的门极触发电路；
负向脉冲变压器，用于对负向触发脉冲序列进行变压后传输至负向晶闸管串的门极触发电路。
2.如权利要求1所述的一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，触发单元两个成对的接线端子P1+、P1-间连接的隔离电缆，作为负向脉冲变压器的原边。
3.如权利要求1所述的一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，触发单元两个成对的接线端子P2+、P2-间连接的隔离电缆，作为正向脉冲变压器的原边。
4.如权利要求1所述的一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，所述触发指令由光纤传送至触发单元。
5.如权利要求1所述的一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，还包括状态检测电路，所述状态检测电路包括：
状态检测单元，被配置为用于检测连接在晶闸管阀组两端的分压电阻之间的电压差；如果压差小于设定阈值，则判断该晶闸管阀组状态正常；否则，判断该晶闸管阀组状态异常。
6.如权利要求5所述的一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，触发单元两个成对的接线端子P3+、P3-间连接的隔离电缆与送能磁环组成变压器，用于为所述状态检测单元供能。
7.如权利要求5所述的一种高压晶闸管阀组触发系统，其特征在于，所述晶闸管阀组状态异常时，向控制系统发送设定格式的方波信号。
8.一种高压晶闸管阀组触发方法，其特征在于，包括：
接收到触发指令后，分别产生正、负两路触发脉冲序列；用正、负两路触发脉冲序列分别触发正向晶闸管串和负向晶闸管串；以实现对高压晶闸管阀组的一致触发。
9.如权利要求8所述的一种高压晶闸管阀组触发方法，其特征在于，还包括：确定每一相晶闸管阀组两端的电压差，基于所述电压差实现晶闸管阀组的状态判断；如果压差小于设定阈值，则判断该相晶闸管阀组状态正常；否则，判断该相晶闸管阀组状态异常。
10.如权利要求9所述的一种高压晶闸管阀组触发方法，其特征在于，如果判断该相晶闸管阀组状态异常，则向控制系统发送设定格式的方波信号。
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