CN204290495U - 一种链结控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种链结控制器，通过设置有于CPU连接的旁路操作模块，旁路操作模块连接链结中的旁路晶闸管，CPU还连接有上级控制保护单元，从而本装置具有旁路操作功能，当链结控制器控制的链结出现故障，上级装置通过光纤下发旁路脉冲信号，链结控制器检测到脉冲后能够发出晶闸管触发脉冲，使旁路晶闸管导通将链结旁路。由于CPU与上级控制保护单元之间设置有光电转换电路和光信号接口，从而由于对于上级控制保护单元具有电气隔离的效果，避免了上下级装置的相互干扰。对CPU模块和散热器温度采集模块与直流电压采集模块进行了电源隔离，输入信号和输出信号均采用光耦隔离，装置具有高的抗干扰能力和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于柔性交流输电技术领域，具体涉及一种链结控制器。
背景技术
随着电力电子技术的快速发展，电力电子装置的广泛运用，电能质量问题日益严重。迄今为止,世界上已经投运了大容量STATCOM装置多采用变压器多重化主电路结构.但是成本巨大，损耗高，占地面积大非线性特性导致控制困难等。链式STATCOM采用多个逆变桥直接串联,摒弃了变压器多重化结构，可避免上述缺点,同时还可以通过冗余设计，进一步提高装置的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种链结控制器。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括CPU模块，CPU模块的输入端分别连接有：电源模块、IGBT故障回报信号模块、散热器温度采集模块和直流电压采集模块；
所述CPU模块的输出端分别连接有：输出端均至链结的PWM信号接收模块和旁路操作模块；
所述CPU模块还连接有光电转换模块，光电转换模块的光信号接口经四路光纤通信模块连接至上级控制保护单元；
所述四路光纤通信模块为：两路用于接收上级控制保护单元发送过来的PWM信号的光纤输入线路，一路用于接收上级装置发送过来的EN/SCR信号输入线路和一路光纤输出线路。
所述的CPU模块的型号为EP2C8T114。
所述的电源模块为5V转3.3V电源模块。
所述的IGBT故障回报信号模块与CPU模块之间为四路信号传输。
所述的散热器温度采集模块为IGBT温度采样模块。
所述的PWM信号接收模块与CPU模块之间为四路信号传输。
所述的旁路操作模块为两路旁路晶闸管触发脉冲。
所述的四路光纤通信模块中的三路光纤输入分别为：一路PWM光纤输入信号将接收到的PWM信号通过硬件电路转换为电信号；一路EN/SCR光纤输入作为接收上级控制保护单元发送过来的旁路及使能信号，是CPU模块进行相应的旁路以及使能操作；最后一路光纤作为备用光纤。
所述的四路光纤通信模块中的一路光纤输出线路为：以FT3协议形式将链结控制器得到的链结直流侧电压,温度,故障状态信息传输到上级控制保护单元的输出线路。
所述的散热器温度采集模块和直流电压采集模块的采样频率上限为100KSPS。
本实用新型具有以下的有益效果：相比较现有技术，本实用新型通过设置有于CPU连接的旁路操作模块，旁路操作模块连接链结中的旁路晶闸管，CPU还连接有上级控制保护单元，从而本装置具有旁路操作功能，当链结控制器控制的链结出现故障，上级装置通过光纤下发旁路脉冲信号，链结控制器检测到脉冲后能够发出晶闸管触发脉冲，使旁路晶闸管导通将链结旁路。当系统中的一个链结出现故障的时候，不会立马停机，增加了系统的冗余度，显著提高装置的可靠性。由于CPU与上级控制保护单元之间设置有光电转换电路和光信号接口，从而由于对于上级控制保护单元具有电气隔离的效果，避免了上下级装置的相互干扰。对CPU模块和散热器温度采集模块与直流电压采集模块进行了电源隔离，输入信号和输出信号均采用光耦隔离，装置具有高的抗干扰能力和稳定性。
进一步的，由于采用本装置采用光纤FT3通信，从而提高了传输速度，最高速传输速度可达2.5Mbit/s。
进一步的，由于散热器温度采集模块和直流电压采集模块的采样频率上限为100KSPS，采用高速的采样电路模块，保证了链结温度，直流侧电压信息有很好的实时性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1，本实用新型包括型号为EP2C8T114的CPU模块，CPU模块的输入端分别连接有：电源模块、IGBT故障回报信号模块、散热器温度采集模块和直流电压采集模块；CPU模块的输出端分别连接有：PWM信号接收模块和旁路操作模块；CPU模块还连接有光电转换模块，光电转换模块的光信号接口经四路光纤通信模块连接至上级控制保护单元；四路光纤通信模块为：三路用于接收上级装置发送过来的PWM信号的光纤输入线路和一路光纤输出线路。电源模块为5V转3.3V电源模块。IGBT故障回报信号模块与CPU模块之间为四路信号传输。散热器温度采集模块为IGBT温度采样模块。PWM信号接收模块与CPU模块之间为四路信号传输。旁路操作模块为两路旁路晶闸管触发脉冲。四路光纤通信模块中的三路光纤输入分别为：一路PWM光纤输入信号将接收到的PWM信号通过硬件电路转换为电信号；一路EN/SCR光纤输入作为接收上级控制保护单元发送过来的旁路及使能信号，是CPU模块进行相应的旁路以及使能操作；最后一路光纤作为备用光纤。四路光纤通信模块中的一路光纤输出线路为：以FT3协议形式将链结控制器得到的链结直流侧电压,温度,故障状态信息传输到上级控制保护单元的输出线路。散热器温度采集模块和直流电压采集模块的采样频率上限为100KSPS。
如图1所示，链接控制器包含光电转换模块，该控制器包括5V转3.3V电源模块，4路光纤通信模块，散热器温度采集模块，直流电压采集模块，旁路操作模块(两路旁路晶闸管触发脉冲)，以及CPU模块。
正常工作时，链接控制器接收上级控制保护单元通过光纤发送过来的PWM信号，通过型号为EP2C8T114的CPU模块，将接收到的PWM信号取反并加上产生4路PWM信号分配到相应的PWM输出管脚，作为下级链结4个IGBT的驱动信号。CPU模块通过直流电压采集模块得到链结直流侧电压，判断是否当前处于电压过高的故障状态。CPU模块采集通过链接温度采集模块得到链结温度，判断是否当前处于温度过高的故障状态。CPU模块接收四个IGBT产生的故障回报信号，通过CPU模块来判断三路光纤输入通道是否发生故障，当一路光纤输入产生故障时，则对应的通信数据的故障位置。将直流侧电压，链接温度，故障状态信息通过光纤输出以FT3通信协议发送给上级控制保护单元装置。当上级控制保护单元接检测到链接控制器发送过来故障时发送旁路脉冲，链接控制器检测到旁路脉冲，产生晶闸管触发脉冲，触发下级链结电路上的旁路晶闸管闭合，就完成了旁路操作，将链接旁路。
当正常运行的链结控制器产生故障，直流侧电压故障，链结温度故障，IGBT故障，链结通信故障，上级控制保护单元接收到该链结的故障状态信息，产生旁路脉冲通过光纤发送到光信号接口中的EN/SCR光纤输入口，当链结控制器CPU模块检测到旁路脉冲时，CPU模块产生晶闸管触发脉冲，通过脉冲变压器和整流桥后可以触发晶闸管开通，将链结短路，避免了某一个链结产生故障而使上级控制保护单元，链结控制器，链结工作中断。
5V转3.3V电源模块为CPU模块提供3.3V系统电压,以保证其正常工作。4路光纤通信模块中有三路光纤输入和一路光纤输出。三路光纤输入用于接收上级装置发送过来的PWM信号，一路PWM光纤输入信号将接收到的PWM信号通过硬件电路转换为电信号，还有一路EN/SCR光纤输入作为接收上级控制保护单元发送过来的旁路及使能信号，CPU模块进行旁路以及使能操作，剩下的一路光纤作为备用光纤。一路光纤输出，CPU通过输出光纤以FT3协议形式将链结控制器得到的链结的相关信息，直流侧电容电压，链结温度，IGBT故障状态，电容电压和链结温度故障状态，链结通信故障，发送到上级控制保护单元。散热器温度采样模块用于实时采样IGBT散热器上的温度，传送给CPU模块，采样速率最高200KSPS。链结直流侧电压采样模块用于实时采样链结直流电压传送给CPU模块。
链结控制器的CPU模块接收PWM电信号通过取反加上死区,后将电信号分配到四路输出管脚作为驱动链结IGBT的驱动信号；CPU模块接收温度采样模块发送过来的温度数据与额定温度值进行对比，如果超过额定温度则将相应的温度故障位置。CPU模块接收电压采样模块发送过来的电压数据，与额定电压值进行对比，判断电容器电压值是否超过额定值，如果超过额定值则将相应的电压故障位置；CPU模块接收下级链结4路IGBT故障回报信号，判断3路输入光纤通信是否中断，如果通信中断则将相应故障状态位置。最终所有的故障状态信息，通过FT3协议发送给上级控制保护单元。
链结控制器的旁路操作模块用于链结旁路操作的。当CPU模块检测到EN/SCR光纤输入通道有旁路脉冲信号，则产生两路晶闸管触发脉冲触发晶闸管开通，将链结短路即实现旁路操作。
Claims (10)
1.一种链结控制器，其特征在于：包括CPU模块，CPU模块的输入端分别连接有：电源模块、IGBT故障回报信号模块、散热器温度采集模块和直流电压采集模块；
所述CPU模块的输出端分别连接有：输出端均至链结的PWM信号接收模块和旁路操作模块；
所述CPU模块还连接有光电转换模块，光电转换模块的光信号接口经四路光纤通信模块连接至上级控制保护单元；
所述四路光纤通信模块为：两路用于接收上级控制保护单元发送过来的PWM信号的光纤输入线路，一路用于接收上级装置发送过来的EN/SCR信号输入线路和一路光纤输出线路。
2.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的CPU模块的型号为EP2C8T114。
3.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的电源模块为5V转3.3V电源模块。
4.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的IGBT故障回报信号模块与CPU模块之间为四路信号传输。
5.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的散热器温度采集模块为IGBT温度采样模块。
6.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的PWM信号接收模块与CPU模块之间为四路信号传输。
7.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的旁路操作模块为两路旁路晶闸管触发脉冲。
8.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的四路光纤通信模块中的三路光纤输入分别为：一路PWM光纤输入信号将接收到的PWM信号通过硬件电路转换为电信号；一路EN/SCR光纤输入作为接收上级控制保护单元发送过来的旁路及使能信号，是CPU模块进行相应的旁路以及使能操作；最后一路光纤作为备用光纤。
9.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的四路光纤通信模块中的一路光纤输出线路为：以FT3协议形式将链结控制器得到的链结直流侧电压,温度,故障状态信息传输到上级控制保护单元的输出线路。
10.根据权利要求1所述的一种链结控制器，其特征在于：所述的散热器温度采集模块和直流电压采集模块的采样频率上限为100KSPS。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420826253.XU CN204290495U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 一种链结控制器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420826253.XU CN204290495U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 一种链结控制器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113708750A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-26 | 西安西电电力系统有限公司 | 一种柔直换流阀用旁路晶闸管触发单元及控制方法 |
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2014
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| CN113708750A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-26 | 西安西电电力系统有限公司 | 一种柔直换流阀用旁路晶闸管触发单元及控制方法 |
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