CN211089211U - 晶闸管控制单元取能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶闸管控制单元取能装置，包括：电源、电缆、多个位于电缆上的取能单元和多个与取能单元一一连接的晶闸管控制单元；取能单元的第一输出端连接晶闸管控制单元的第一输入端，取能单元的第二输出端连接晶闸管控制单元的第二输入端；电源的第一端与电缆的第一端连接，电源的第二端与电缆的第二端连接，用于提供交流电流；每个取能单元均与电缆构成电流互感器，用于将交流电流转化为直流电压，并输出直流电压至晶闸管控制单元。本实用新型可以提高换流阀试验的效率和安全性。

Description

晶闸管控制单元取能装置

技术领域

本实用新型涉及晶闸管取能技术领域，具体地，涉及一种晶闸管控制单元取能装置。

背景技术

特高压直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低的优势，是实现我国能源资源优化的重要途径之一。其中换流阀是特高压直流输电线路中最主要的设备。

如今特高压直流输电技术不断进步，电流已经升高到6250A，为了使换流阀能够安全可靠的运行，出厂前需要对其做充足的试验验证，这就要求试验系统需要能够输出足够大的电流。但为了使试验系统容量和体积不至于过大，所以其电流大，电压低。该类试验系统通常以数十个晶闸管串联组成，而每一个晶闸管都需要一个晶闸管控制单元(TCU)进行控制和保护。由于试验系统电压较低，所以一般TCU难以通过试验系统上的电压获取充足的电源，此时就需要为每一个TCU外加一个独立的电源。

早期的试验系统上使用24V电池为TCU供电。而电池容量有限，每放置或使用一段时间后其电量就会下降，在试验前必须耗费1～2天为其进行充电，并且由于数量较多，每一块电池都有开关，必须配备大量的人力才能保证实验顺利进行，极大的影响试验效率。

另外，电池使用化学能，所以其在使用时输出的电压和电流会持续下降，当下降到一定值时，TCU便无法正常工作，导致试验中断。并且电池一旦发生短路，电池内的电流就会增大，发热并导致自身爆炸起火。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种晶闸管控制单元取能装置，以提高换流阀试验的效率和安全性。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种晶闸管控制单元取能装置，包括：

电源、电缆、多个位于电缆上的取能单元和多个与取能单元一一连接的晶闸管控制单元；取能单元的第一输出端连接晶闸管控制单元的第一输入端，取能单元的第二输出端连接晶闸管控制单元的第二输入端；

电源的第一端与电缆的第一端连接，电源的第二端与电缆的第二端连接，用于提供交流电流；

每个取能单元均与电缆构成电流互感器，用于将交流电流转化为直流电压，并输出直流电压至晶闸管控制单元。

在其中一种实施例中，还包括：

隔离变压器；

隔离变压器的一端与电源连接，隔离变压器的另一端与工频交流电连接。

在其中一种实施例中，取能单元包括：磁芯、绕组和整流滤波电路；

磁芯位于电缆上，绕组缠绕在磁芯上；

绕组的第一端与整流滤波电路的第一输入端连接，绕组的第二端与整流滤波电路的第二输入端连接；

整流滤波电路的第一输出端为取能单元的第一输出端，整流滤波电路的第二输出端为取能单元的第二输出端；

磁芯、绕组与电缆构成电流互感器；电流互感器用于将交流电流转化为交流电压；整流滤波电路用于将交流电压转化为直流电压。

在其中一种实施例中，整流滤波电路包括：整流桥、稳压二极管、滤波电容、限流电阻和二极管；

整流桥的第一输入端为整流滤波电路的第一输入端，整流桥的第二输入端为整流滤波电路的第二输入端；

整流桥的阳极输出端与稳压二极管的阴极、滤波电容的第一端和限流电阻的第一端连接；

整流桥的阴极输出端为整流滤波电路的第二输出端，与稳压二极管的阳极和滤波电容的第二端连接；

限流电阻的第二端与二极管的阳极连接；二极管的阴极为整流滤波电路的第一输出端。

在其中一种实施例中，还包括：绝缘套管；

绝缘套管套在电缆和磁芯之间。

在其中一种实施例中，磁芯为磁环。

在其中一种实施例中，磁芯为氧铁体。

在其中一种实施例中，电源为电流源，交流电流的有效值为2A。

在其中一种实施例中，磁芯的电感为60μH。

在其中一种实施例中，直流电压为24V。

本实用新型实施例的晶闸管控制单元取能装置包括：电源、电缆、多个位于电缆上的取能单元和多个与取能单元一一连接的晶闸管控制单元；取能单元的第一输出端连接晶闸管控制单元的第一输入端，取能单元的第二输出端连接晶闸管控制单元的第二输入端；电源的第一端与电缆的第一端连接，电源的第二端与电缆的第二端连接，用于提供交流电流；每个取能单元均与电缆构成电流互感器，用于将交流电流转化为直流电压，并输出直流电压至晶闸管控制单元，可以提高换流阀试验的效率和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中晶闸管控制单元取能装置的物理结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例中晶闸管控制单元取能装置的物理结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中取能单元的电路示意图；

图4是本实用新型一实施例中绝缘套管的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

鉴于目前的换流阀试验系统必须配备大量的人力且容易爆炸起火，本实用新型实施例提供了一种晶闸管控制单元取能装置，以提高换流阀试验的效率和安全性。以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1是本实用新型一实施例中晶闸管控制单元取能装置的物理结构示意图。如图1所示，晶闸管控制单元取能置包括：

电源、电缆1、多个位于电缆上的取能单元和多个与取能单元一一连接的晶闸管控制单元(TCU)；取能单元的第一输出端连接晶闸管控制单元的第一输入端，取能单元的第二输出端连接晶闸管控制单元的第二输入端。

电源的第一端与电缆的第一端连接，电源的第二端与电缆的第二端连接，用于提供交流电流。其中，电源可以为功率为720W的高频电流源，提供的交流电流的有效值可以为2A。

每个取能单元均与电缆构成电流互感器，用于将交流电流转化为直流电压，并输出直流电压至晶闸管控制单元。其中，直流电压可以为24V。

图2是本实用新型另一实施例中晶闸管控制单元取能装置的物理结构示意图。如图2所示，晶闸管控制单元取能装置还可以包括：

隔离变压器；隔离变压器的一端与电源连接，隔离变压器的另一端与工频交流电连接。隔离变压器的输入端连接220V，50Hz的交流电压。隔离变压器的其中一个端口接地线。

其中，隔离变压器的输入电压和输出电压均为220V，隔离变压器的功率为1kVA，其绝缘电压为100kV。

图3是本实用新型一实施例中取能单元的电路示意图。如图3所示，取能单元2包括：磁芯3、绕组4和整流滤波电路；

磁芯位于电缆上，绕组缠绕在磁芯上。其中，磁芯可以为磁环，磁芯的材料可以为氧铁体，磁芯的电感为60μH。

绕组的第一端与整流滤波电路的第一输入端连接，绕组的第二端与整流滤波电路的第二输入端连接；

整流滤波电路的第一输出端为取能单元的第一输出端，整流滤波电路的第二输出端为取能单元的第二输出端；

磁芯、绕组与电缆构成电流互感器；电流互感器用于将交流电流转化为交流电压；整流滤波电路用于将交流电压转化为直流电压。

一实施例中，整流滤波电路包括：整流桥5、稳压二极管6、滤波电容7、限流电阻8和二极管9；

整流桥的第一输入端为整流滤波电路的第一输入端，整流桥的第二输入端为整流滤波电路的第二输入端；

整流桥的阳极输出端与稳压二极管的阴极、滤波电容的第一端和限流电阻的第一端连接；

整流桥的阴极输出端为整流滤波电路的第二输出端，与稳压二极管的阳极和滤波电容的第二端连接；

限流电阻的第二端与二极管的阳极连接；二极管的阴极为整流滤波电路的第一输出端。

图4是本实用新型一实施例中绝缘套管的示意图，如图4所示，晶闸管控制单元取能装置还包括：绝缘套管10；绝缘套管套在电缆和磁芯之间。电缆为可以为高压电缆，其最大通流为8A，绝缘电压为40kV；绝缘套管的绝缘电压为60kV。

由于试验系统的最大电压为100kV，所以使用隔离变压器、高压电缆和绝缘套管以保证试验系统的绝缘性能，构成多层绝缘保护。同时绝缘套管套在高压电缆和取能单元之间可以将取能单元和高压电缆之间的绝缘电压增加到100kV以上，同时绝缘套管也可以将高压电缆固定，使其不会因阀体震动产生摆动而导致磨损。

本实用新型的工作流程如下：电源将来自隔离变压器的220V工频交流电转化为频率为10kHz、有效值为2A的高频交流电流。该高频电流通过电缆，电缆和取能单元构成互感器，将电缆上的高频电流转化为多个独立的、频率为10kHz、峰值电压为30V的高频电压，再通过整流滤波电路将高频电压转化为24V的直流电压。

其中，每个电源可以最多驱动25个取能单元，每个取能单元的输出电压为24V，最大输出电流为0.2A。

本实用新型使用工频交流电作为输入源，即开即用，不会导致输出电压和输出电流降低。在“电流互感器”的一次侧电流不变的情况下，二次侧电流的最大值固定，所以即使短路，二次侧电流也不会超过0.2A，可以避免线路过热起火。

综上，本实用新型实施例的晶闸管控制单元取能装置包括：电源、电缆、多个位于电缆上的取能单元和多个与取能单元一一连接的晶闸管控制单元；取能单元的第一输出端连接晶闸管控制单元的第一输入端，取能单元的第二输出端连接晶闸管控制单元的第二输入端；电源的第一端与电缆的第一端连接，电源的第二端与电缆的第二端连接，用于提供交流电流；每个取能单元均与电缆构成电流互感器，用于将交流电流转化为直流电压，并输出直流电压至晶闸管控制单元，可以提高换流阀试验的效率和安全性。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶闸管控制单元取能装置，其特征在于，包括：

电源、电缆、多个位于所述电缆上的取能单元和多个与所述取能单元一一连接的晶闸管控制单元；所述取能单元的第一输出端连接所述晶闸管控制单元的第一输入端，所述取能单元的第二输出端连接所述晶闸管控制单元的第二输入端；

所述电源的第一端与所述电缆的第一端连接，所述电源的第二端与所述电缆的第二端连接，用于提供交流电流；

每个取能单元均与所述电缆构成电流互感器，用于将所述交流电流转化为直流电压，并输出所述直流电压至所述晶闸管控制单元。

2.根据权利要求1所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于，还包括：

隔离变压器；

所述隔离变压器的一端与所述电源连接，所述隔离变压器的另一端与工频交流电连接。

3.根据权利要求1所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于，所述取能单元包括：磁芯、绕组和整流滤波电路；

所述磁芯位于所述电缆上，所述绕组缠绕在所述磁芯上；

所述绕组的第一端与所述整流滤波电路的第一输入端连接，所述绕组的第二端与所述整流滤波电路的第二输入端连接；

所述整流滤波电路的第一输出端为所述取能单元的第一输出端，所述整流滤波电路的第二输出端为所述取能单元的第二输出端；

所述磁芯、所述绕组与所述电缆构成电流互感器；所述电流互感器用于将所述交流电流转化为交流电压；所述整流滤波电路用于将所述交流电压转化为直流电压。

4.根据权利要求3所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括：整流桥、稳压二极管、滤波电容、限流电阻和二极管；

所述整流桥的第一输入端为所述整流滤波电路的第一输入端，所述整流桥的第二输入端为所述整流滤波电路的第二输入端；

所述整流桥的阳极输出端与所述稳压二极管的阴极、所述滤波电容的第一端和所述限流电阻的第一端连接；

所述整流桥的阴极输出端为所述整流滤波电路的第二输出端，与所述稳压二极管的阳极和所述滤波电容的第二端连接；

所述限流电阻的第二端与所述二极管的阳极连接；所述二极管的阴极为所述整流滤波电路的第一输出端。

5.根据权利要求3所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于，还包括：绝缘套管；

所述绝缘套管套在所述电缆和所述磁芯之间。

6.根据权利要求3所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于：

所述磁芯为磁环。

7.根据权利要求3所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于：

所述磁芯为氧铁体。

8.根据权利要求1所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于：

所述电源为电流源，所述交流电流的有效值为2A。

9.根据权利要求3所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于：

所述磁芯的电感为60μH。

10.根据权利要求1所述的晶闸管控制单元取能装置，其特征在于：

所述直流电压为24V。

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