一种快速旁路装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种快速旁路装置，包括一对阴极电相连的主晶闸管、一对阴极电相连的辅晶闸管、一对阳极电相连的二极管、一电感器和一电容器，其中所述主晶闸管和所述二极管构成旁路电路，其中所述主晶闸管中的一个与所述二极管中的一个反并联，而所述主晶闸管中的另一个与所述二极管中的另一个反并联；所述辅晶闸管与所述旁路电路构成回路，其中所述电感器和所述电容器串联在所述主晶闸管的阴极和所述辅晶闸管的阴极之间。本实用新型专利技术的优点在于：不会对晶闸管施加过大的反向电压且快速旁路的关断性能更加可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种快速旁路装置，特别是涉及一种用于直流隔离装置的快速旁路装置，其具有改进的反并联的晶闸管。
技术介绍
当高压直流输电(HVDC)系统处于大地回线运行模式时，直流电流流经大地并导致变压器接地极附近的电位变化，进而会在两个邻近变压器的中性点之间产生直流电势差。由于交流系统的电阻值较小，故电势差还会借助变压器的中性点在交流系统中产生直流电流。如果直流电流过大，会导致变压器饱和并发生直流偏磁，从而使得变压器温度过高、谐波增加、噪声增大，严重时甚至会损坏变压器。为了解决这一问题，人们在变压器的中性点与接地极之间接入了电容器。电容器可以在允许交流电流通过的同时阻隔直流电流。然而，鉴于电容器所能承受的电压是有限的，有必要并联地使用一种快速旁路装置来在电力系统故障或变压器电涌时将电容器短路以防止电压或电流超过电容器的极限值。由于晶闸管具有良好的电流控制能力且反应迅速故被用于快速旁路装置。其中， 反并联的晶闸管由于能够允许双向的电流流动被广泛的采用。然而，晶闸管自身的半控特性决定了其不能通过向门极施加电信号来关断。如果快速旁路装置启动后有直流电流经过晶闸管，那么即使在故障被排除或者电涌消失后晶闸管仍然处于导通状态，这将导致晶闸管因过热而损坏。实践中，使用一预充电的外部电路在晶闸管的阳极和阴极之间施加一定的反向电压来关断晶闸管。这种方式尽管有效，但也存在以下缺点1)晶闸管可能因反向电压过大而损坏；幻关断性能可能受到外部电路的影响而使可靠性下降。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种快速旁路装置，其能够确保晶闸管的有效关断并克服现有技术中存在的上述缺点，且具有改进后的反并联的晶闸管。这通过本技术的一种快速旁路装置来实现，该快速旁路装置包括一对阴极电相连的主晶间管、一对阴极电相连的辅晶间管、一对阳极电相连的二极管、一电感器和一电容器。所述主晶间管和所述二极管构成旁路电路，其中所述主晶闸管中的一个与所述二极管中的一个反并联，而所述主晶闸管中的另一个与所述二极管中的另一个反并联。所述辅晶闸管与所述旁路电路构成回路，其中所述电感器和所述电容器串联在所述主晶闸管的阴极和所述辅晶闸管的阴极之间。依据本技术的一个方面，所述旁路电路与一主电容器并联。依据本技术的另一方面，所述主电容器为串联在一变压器的中性点和接地极之间的一个或复数个电容。本技术的优点在于不会对晶闸管施加过大的反向电压，且快速旁路的关断性能更加可靠。附图说明结合以下附图，本技术的特征和优点将变得更加清楚，其中相同的符号表示相同的部件或装置图1示意性地展示了并联在主电容器Cm上的本技术的快速旁路装置1，其中标号相同的电位点的电位相同。参考符号列表1快速旁路装置；L电感器；C电容器；Cm主电容器；D1、D2 二极管；T1、T2、T3、T4 晶闸管；Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4、Ρ5、Ρ6 电位点。具体实施方式依据本技术的一种实施方式，快速旁路装置1如图1中以虚线所示包括一对阴极电相连的作为主晶闸管的晶闸管Tl和Τ2、一对阴极电相连的作为辅晶闸管的晶闸管 Τ3和Τ4、一对阳极电相连的二极管Dl和D2、一电感器L和一电容器C，其中晶闸管Tl与二极管Dl的阴极和阳极以相反方向并联于电位点Ρ5和Ρ3之间，而晶闸管Τ2与二极管D2的阴极和阳极以相反方向并联于电位点Ρ3和Ρ6之间。反并联的晶闸管Tl和二极管Dl随后又与反并联的晶闸管Τ2和二极管D2串联形成旁路电路，以在电力系统故障或变压器电涌时实现双向导通。晶闸管Τ3和Τ4的阴极电相连于电位点Ρ4而阳极分别连接于电位点Ρ5 和Ρ6，并与前述旁路电路构成回路。由一电感器L和一电容器C串联而成的振荡电路位于连接晶闸管Tl和Τ2的阴极的电位点Ρ3和连接晶闸管Τ3和Τ4的阴极的电位点Ρ4之间。 振荡电路的电压和电流频率由电感器L的电感值和电容器C的电容值决定，且本领域技术人员可根据需要进行选择。晶闸管Τ3和Τ4、电感器L和电容器C共同构成用于关断晶闸管Tl和Τ2的关断电路。鉴于一旦晶闸管Tl或Τ2关断相应的二极管Dl或D2就会导通， 故在此过程中晶闸管Tl或Τ2上的正向电压为零。同时，由于包括最大关断电流、关断速率和正向电压在内的关断性能仅由电感器L的电感值、电容器C的电容值以及预充电的电压值来决定，而振荡电路又不与外部系统耦合，从而使得快速旁路装置1免于受到来自外部的不利影响，进而让晶闸管的关断性能更加可靠。当发生电力系统故障或变压器电涌时，晶闸管Tl与二极管D2或者晶闸管Τ2与二极管Dl将主电容器Cm旁路。待电力系统故障或变压器电涌消除后，由于无法通过控制晶闸管Tl和Τ2的门极来将它们关断而致使其上仍有电流流过，故要借助关断电路来关断晶闸管Tl和Τ2。以关断晶闸管Tl为例，要事先对电容器C充电，其中电容器C的正极靠近电感器L而负极靠近电位点Ρ4。通过触发门极可将晶闸管Τ3导通进而让电容器C放电以将反向电压施加于晶闸管Tl上。随后，晶闸管Tl上的电流将逐渐减小，而振荡电路中的电流则逐渐增加，其中电流减小和增加的速率由振荡电路的谐振频率而定。当振荡电路中的电流大小超过晶闸管Tl的初始电流时，晶闸管Tl上的电流将变为零且晶闸管Tl将自行关断。 此后，二极管Dl被导通且电容器C将持续放电而振荡电路中的电流会持续升高直至电容器 C上的电能完全耗尽。当谐振电流达到峰值后，电流将以相反的极性对电容器C充电直至电流减小为零时，晶闸管T3也将自行关断。要关断晶闸管T2，只须以与关断晶闸管Tl的初始状态相反的极性来对电容器C充电，S卩电容器C的正极靠近电位点P4而负极靠近电感器 L,并在充电完成后触发晶闸管T4，这样晶闸管T2就可以类似晶闸管Tl的方式被关断。依据本技术的另一实施方式，还可将快速旁路装置1进一步如图1所示与一主电容器Cm并联。此时，连接在变压器的中性点Pl和接地极P2之间的主电容器Cm与快速旁路装置1旁路电路并联，即主电容器Cm的两端分别连接于电位点P5和P6，其中主电容器 Cm可以为串联在一变压器的中性点Pl和接地极P2之间的一个或复数个电容。尽管以上展示了本技术的实施方式，但是所述实施方式不旨在展示本技术的所有可能的形式。此外，本说明书中的内容是描述性的，而非限制性的。本领域技术人员可对本说明书的内容作出各种变化和修改，而不偏离本技术的主旨和权利要求的范围。权利要求1.一种快速旁路装置(1)，其特征在于，包括一对阴极(p;3)电相连的主晶闸管T1、T2、 一对阴极Ρ4电相连的辅晶闸管Τ3、Τ4、一对阳极Ρ3电相连的二极管D1、D2、一电感器L和一电容器C，所述主晶闸管T1、T2和所述二极管D1、D2构成旁路电路，其中所述主晶闸管中的一个 Tl与所述二极管中的一个Dl反并联，而所述主晶闸管中的另一个T2与所述二极管中的另一个D2反并联；所述辅晶闸管T3、T4与所述旁路电路构成回路，且所述电感器L和所述电容器C串联在所述主晶闸管Tl、T2的阴极P3和所述辅晶闸管T3、T4的阴极P4之间。2.如权利要求1所述的快速旁路装置(1)，其特征在于，所述旁路电路与一主电容器Cm 并联。3.如权利要求2所述的快速旁路装置(1)，其特征在于，所述主电容器Cm为串联在一变压器的中性点Pl本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种快速旁路装置（１），其特征在于，包括一对阴极（Ｐ３）电相连的主晶闸管Ｔ１、Ｔ２、一对阴极Ｐ４电相连的辅晶闸管Ｔ３、Ｔ４、一对阳极Ｐ３电相连的二极管Ｄ１、Ｄ２、一电感器Ｌ和一电容器Ｃ，所述主晶闸管Ｔ１、Ｔ２和所述二极管Ｄ１、Ｄ２构成旁路电路，其中所述主晶闸管中的一个Ｔ１与所述二极管中的一个Ｄ１反并联，而所述主晶闸管中的另一个Ｔ２与所述二极管中的另一个Ｄ２反并联；所述辅晶闸管Ｔ３、Ｔ４与所述旁路电路构成回路，且所述电感器Ｌ和所述电容器Ｃ串联在所述主晶闸管Ｔ１、Ｔ２的阴极Ｐ３和所述辅晶闸管Ｔ３、Ｔ４的阴极Ｐ４之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚吉隆，赵研峰，宋英华，吴学智，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：实用新型
国别省市：DE