一种用于高海拔地区的高位电子板及其控制方法技术

本发明专利技术提出一种用于高海拔地区的高位电子板及其控制方法，包括：逻辑回路以及分别与逻辑回路相连的电源监视回路、电压检测回路、光接收回路、光发射回路、触发回路和与触发回路并联的后备触发回路。本发明专利技术简化了高海拔TE板的触发回路，安全可靠，适合高海拔恶劣环境中使用。

A High Position Electronic Board for High Altitude Area and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于高海拔地区的高位电子板及其控制方法
本专利技术涉及柔性交流输电领域，具体涉及一种用于高海拔地区的高位电子板及其控制方法。
技术介绍
一般而言，为了满足电力系统大功率及高电压的要求，装置中的晶闸管都是串并联使用的。由于元件本身固有的耐受过电压能力脆弱、dv/dt、di/dt承受能力差等特点，为了保证阀的安全，系统的可靠运行，串联阀系统要求触发脉冲具有较好的一致性，以利于串联阀中晶闸管的同时导通，减轻单个晶闸管所承受的电应力。同时，还要求对阀的工作状态实现在线监测，要求把阀的运行参数传递给监控系统，以便实时的了解阀的运行状况。总之，对于任何一套电力电子装置，为了装置的可靠、安全运行，触发与在线监测系统都起着举足轻重的作用。其中，晶闸管阀组对触发电路基本的要求如下：1)实现高电位阀与地电位控制系统的电位隔离；2)提供足够的触发能量保证阀组中晶闸管同时开通；3)避免在晶闸管承受负压时发出触发信号；4)在电流多次过零情况下保证阀的持续导通；5)保护串联晶闸管中单个晶闸管阀在失去触发信号的情况下的安全；6)对电磁干扰不敏感，以及避免干扰其他设备。目前，国际上晶闸管阀组的触发电路广泛采用高压取能、光电触发的方式，阀组与控制系统间完全通过光纤连接，有较好的电磁兼容性和良好的绝缘特性。这个联系的纽带通常称为TE(ThyristorElectronic)板，由于TE板与晶闸管都处在高电位侧，因此也称为高位电子板。TE板连接在晶闸管主回路和阀基电子设备之间，它在系统中起着中间纽带的作用。由于TE板与晶闸管阀处在同一电位，特殊的工作环境及高可靠性要求决定了其设计的难点。晶闸管阀电子触发系统位于高电位侧，其所处电磁环境比较恶劣，一方面输电线路的大电流、高场强会对电子触发系统造成较大的电磁干扰，另一方面，晶闸管阀快速开关过程也会产生大量的强电磁干扰。在海拔较低的地区，TE板发热量可以通过空气对流很快散掉，电磁干扰也能进行有效屏蔽。但是在高海拔地区，空气稀薄，散热条件差，晶闸管阀在工作时受电磁干扰严重。因此，需要提供一种技术方案来解决TE板的抗干扰和发热问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种用于高海拔地区的高位电子板及其控制方法。一种用于高海拔地区的高位电子板，包括：逻辑回路以及分别与逻辑回路相连的电源监视回路、电压检测回路、光接收回路、光发射回路、触发回路和与触发回路并联的后备触发回路；电源监视回路用于监测高位电子板的工作电压状态信号，并发送至逻辑回路；电压检测回路用于检测控制系统中晶闸管两侧的正负电压变化状态信号，并发送至逻辑回路；光接收回路用于将阀基电子设备的脉冲信号转换为第一光信号，并发送至逻辑回路；逻辑回路用于对工作电压状态信号、正负电压变化状态信号和第一光信号进行处理后得到逻辑信号；光发射回路用于上报逻辑信号以及晶闸管的故障信号到控制系统；触发回路设有三级放大电路，触发回路用于接收第一触发信号，并输出放大后的第二触发信号，完成对控制系统中晶闸管门极的触发；后备触发回路设有可调电阻，可调电阻用于改变阀端高电压的检测值。光接收回路，还包括：电源转换芯片U1；电源转换芯片U1的输入端分别与电源和第六电容C14的一端相连，电源转换芯片U1的输出端分别与光信号接收端子X3的第二端口、第七电容C15和第八电容C16的一端相连，第六电容C14、第七电容C15和第八电容C16的另一端接地；光信号接收端子X3输入光信号的第六端口分别与第四电阻R42和第九电容C48的一端相连，光信号接收端子X3的其余端口接地；第四电阻R42的另一端接3.3V电压，第九电容C48的另一端接地。电压检测回路，包括：依次串联的第五电阻R36、第一三极管Q13、第二稳压二极管D18、第六电阻R34和第三二极管D27；第一三极管Q13的基极和第二稳压二极管D18的正极分别与第四二极管D30的负极、第十电容C20和第七电阻R33的一端相连，第四二极管D30的正极、第十电容C20和第七电阻R33的另一端接地；第三二极管D27的正极一端分别与第八电阻R40和第九电阻R14的一端相连，第九电阻R14的另一端与第三二极管D27的负极相连，第八电阻R40的另一端接地，第八电阻R40的两端并联有第五二极管D20；第五电阻R36与第一三极管Q13的集电极间设有用于阀体电位检测点的测试孔TP5。触发回路，包括：相互并联的五条支路，其中，三级放大电路依次为第八支路、第九支路和第十支路：第六支路上设有串联的第十电阻R81和第十一电容C23，第十一电容C23的一端接收触发信号；第七支路上设有第三稳压管V226；第八支路上设有依次串联的第十一电阻R82、第二三极管V228、第十二电阻R83和第四二极管V229，第二三极管V228的基极与第三稳压管V226的负极相连，第四二极管V229的负极接地；第九支路上设有依次串联的第三三极管V232、第十三电阻R86和第五二极管V230，第三三极管V232的基极与第二三极管V228的集电极相连，第五二极管V230的负极接地；第十支路上设有串联的第十四电阻R87和第四三极管V234，第四三极管V234分别与第六二极管V236和第七二极管V246的正极相连，第四三极管V234的基极和第六二极管V236的负极与第三三极管V232的集电极相连。光发射回路，包括：相互并联的三条支路；第十四支路上依次串联有第二十电阻R54、第二十一电阻R56和第七三极管Q17，第七三极管Q17的基极分别与第二十二电阻R59和第二十三电阻R62的一端相连，第七三极管Q17的发射极和第二十三电阻R62的另一端接地；第十五支路上依次串联有第八三极管Q16、第二十四电阻R58和光信号发射头的一侧，第八三极管Q16的发射极与第二十五电阻R55的一端相连，第二十五电阻R55的另一端接供电电压VCC；第十六支路上串联有第十四电容C39和光信号发射头的另一侧。高位电子板还包括：用于为高位电子板中各回路供能的电压电流取能回路；电压电流取能回路包括：相互并联的五条支路；第一支路上设有串联的第一稳压二极管V1P和第一电阻R1P，第一电阻R1P的两端并联有第一电容C1P；第二支路上设有单项可控硅晶闸管V2P，单项可控硅晶闸管V2P的负极经第二电阻R2P与第一稳压二极管V1P的正极相连；第三支路上设有第一二极管V3P，第四支路上设有相互串联的磁珠L61和第二电容C2，第二电容C2两端并联有第三电容C3，第三支路和第四支路间设有第二二极管V4P，第二二极管V4P的正极与第一二极管V3P的负极相连；第五支路设有相互并联的第四电容C4和第五电容C5，第四支路经依次串联的第三电阻R3和第二磁珠L60与第五支路相连。后备触发回路，包括：相互并联的三条支路；第十一支路上设有串联的第八二极管D26和第十五电阻R10，第八二极管D26两端并联有第十二电容C4，第十五电阻R10两端并联有可调电阻R19；第十二支路设有依次串联的第十六电阻R6、第五三极管Q10和第十七电阻R30，第十七电阻R30两端并联有第十三电容C14；第十三支路设有依次串联的第十八电阻R7、第六三极管Q7和第十九电阻R31，第六三极管Q7的基极和第五三极管Q10的集电极相连，第五三极管Q10的基极与第六三极管Q7的集电极与第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高海拔地区的高位电子板，其特征在于，包括：逻辑回路以及分别与逻辑回路相连的电源监视回路、电压检测回路、光接收回路、光发射回路、触发回路和与所述触发回路并联的后备触发回路；所述电源监视回路用于监测所述高位电子板的工作电压状态信号，并发送至逻辑回路；所述电压检测回路用于检测控制系统中晶闸管两侧的正负电压变化状态信号，并发送至逻辑回路；所述光接收回路用于将阀基电子设备的脉冲信号转换为第一光信号，并发送至逻辑回路；所述逻辑回路用于对所述工作电压状态信号、正负电压变化状态信号和第一光信号进行处理后得到逻辑信号；所述光发射回路用于上报逻辑信号以及晶闸管的故障信号到所述控制系统；所述触发回路设有三级放大电路，所述触发回路用于接收第一触发信号，并输出放大后的第二触发信号，完成对所述控制系统中晶闸管门极的触发；所述后备触发回路设有可调电阻，所述可调电阻用于改变阀端高电压的检测值。

【技术特征摘要】
1.一种用于高海拔地区的高位电子板，其特征在于，包括：逻辑回路以及分别与逻辑回路相连的电源监视回路、电压检测回路、光接收回路、光发射回路、触发回路和与所述触发回路并联的后备触发回路；所述电源监视回路用于监测所述高位电子板的工作电压状态信号，并发送至逻辑回路；所述电压检测回路用于检测控制系统中晶闸管两侧的正负电压变化状态信号，并发送至逻辑回路；所述光接收回路用于将阀基电子设备的脉冲信号转换为第一光信号，并发送至逻辑回路；所述逻辑回路用于对所述工作电压状态信号、正负电压变化状态信号和第一光信号进行处理后得到逻辑信号；所述光发射回路用于上报逻辑信号以及晶闸管的故障信号到所述控制系统；所述触发回路设有三级放大电路，所述触发回路用于接收第一触发信号，并输出放大后的第二触发信号，完成对所述控制系统中晶闸管门极的触发；所述后备触发回路设有可调电阻，所述可调电阻用于改变阀端高电压的检测值。2.如权利要求1所述的高位电子板，其特征在于，所述光接收回路，还包括：电源转换芯片(U1)；所述电源转换芯片(U1)的输入端分别与电源和第六电容(C14)的一端相连，所述电源转换芯片(U1)的输出端分别与所述光信号接收端子(X3)的第二端口、第七电容(C15)和第八电容(C16)的一端相连，所述第六电容(C14)、所述第七电容(C15)和所述第八电容(C16)的另一端接地；所述光信号接收端子(X3)输入光信号的第六端口分别与第四电阻(R42)和第九电容(C48)的一端相连，所述光信号接收端子(X3)的其余端口接地；所述第四电阻(R42)的另一端接3.3V电压，所述第九电容(C48)的另一端接地。3.如权利要求1所述的高位电子板，其特征在于，所述电压检测回路，包括：依次串联的第五电阻(R36)、第一三极管(Q13)、第二稳压二极管(D18)、第六电阻(R34)和第三二极管(D27)；所述第一三极管(Q13)的基极和所述第二稳压二极管(D18)的正极分别与第四二极管(D30)的负极、第十电容(C20)和第七电阻(R33)的一端相连，所述第四二极管(D30)的正极、所述第十电容(C20)和所述第七电阻(R33)的另一端接地；所述第三二极管(D27)的正极一端分别与第八电阻(R40)和第九电阻(R14)的一端相连，所述第九电阻(R14)的另一端与所述第三二极管(D27)的负极相连，所述第八电阻(R40)的另一端接地，所述第八电阻(R40)的两端并联有第五二极管(D20)；所述第五电阻(R36)与所述第一三极管(Q13)的集电极间设有用于阀体电位检测点的测试孔(TP5)。4.如权利要求1所述的高位电子板，其特征在于，所述触发回路，包括：相互并联的五条支路，其中，所述三级放大电路依次为第八支路、第九支路和第十支路：第六支路上设有串联的第十电阻(R81)和第十一电容(C23)，所述第十一电容(C23)的一端接收触发信号；第七支路上设有第三稳压管(V226)；第八支路上设有依次串联的第十一电阻(R82)、第二三极管(V228)、第十二电阻(R83)和第四二极管(V229)，所述第二三极管(V228)的基极与所述第三稳压管(V226)的负极相连，所述第四二极管(V229)的负极接地；第九支路上设有依次串联的第三三极管(V232)、第十三电阻(R86)和第五二极管(V230)，所述第三三极管(V232)的基极与所述第二三极管(V228)的集电极相连，所述第五二极管(V230)的负极接地；第十支路上设有串联的第十四电阻(R87)和第四三极管(V234)，所述第四三极管(V234)分别与第六二极管(V236)和第七二极管(V246)的正极相连，所述第四三极管(V234)的基极和所述第六二极管(V236)的负极与所述第三三极管(V232)的集电极相连。5.如权利要求1所述的高位电子板，其特征在于，所述光发射回路，包括：相互并联的三条支路；第十四支路上依次串联有第二十电阻(R54)、第二十一电阻(R56)和第七三极管(Q17)，所述第七三极管(Q17)的基极分别与第二十二电阻(R59)和第二十三电阻(R62)的一端相连，所述第七三极管(Q17)的发射极和所述第二十三电阻(R62)的另一端接地；第十五支路上依次串联有第八三极管(Q16)、第二十四电阻(R58)和光信号发射头的一侧，所述第八三极管(Q16)的发射极与第二十五电阻(R55)的一端相连，所述第二十五电阻(R55)的另一端接供电电压(VCC)；第十六支路上串联有第十四电容(C39)和所述光信号发射头的另一侧。6.如权利要求1所述的高位电子板，其特征在于，所述高位电子板还包括：用于为所述高位电子板中各回路供能的电压电流取能回路；所述电压电流取能回路包括：相互并联的五条支路；第一支路上设有串联的第一稳压二极管(V1P)和第一电阻(R1P)，所述第一电阻(R1P)的两端并联有第一电容(C1P)；第二支路上设有单项可控硅晶闸管(V2P)，所述单项可控硅晶闸管(V2P)的负极经第二电阻(R2P)与所述第一稳压二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，袁洪亮，赵刚，喻劲松，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，南瑞集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11