一种新型换流阀模块试验晶闸管触发方法技术

本发明专利技术涉及电力系统器件领域，具体涉及一种新型换流阀模块试验晶闸管触发方法。该触发方法采用数字式触发技术，ＶＢＥ接收到同步信号后能够产生任意相位角的触发编码脉冲，该相位角能够根据同步信号方便灵活的调整。低电压下晶闸管的可靠性触发是保证换流阀正常可靠运行的基础，晶闸管可靠触发需要两个条件，一是晶闸管必须在阳极和阴极电压差为正压的情况下，二是接收到触发脉冲才能触发导通。低电压下晶闸管可靠性触发的触发脉冲需要晶闸管电子单元ＴＥ来提供，低压电路提供ＴＥ正常工作的能量，同时ＴＥ接收来自ＶＢＥ的触发编码脉冲，ＴＥ接收到触发编码脉冲后进行解码，然后通过功率放大器件提供能够使得晶闸管触发导通的电压和电流，从而使得晶闸管触发导通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统器件领域，具体涉及一种新型换流阀模块试验晶闸管触发 方法。
技术介绍
晶闸管作为换流阀的最重要的元器件，它的可靠性触发是保证换流阀正常运行 的关键所在，换流阀正常运行过程中，会受到来自外界的各种干扰，这种干扰可能对晶 闸管的触发电路产生影响，从而致使不能正常的触发晶闸管。直流输电换流阀是由多 组晶闸管串联组成，如果由于一个晶闸管不能正常触发导通，则会导致电压分摊于剩余 的串联晶闸管上，则会导致这些晶闸管过电压，严重时可能会导致损坏晶闸管，由此可 见，正常可靠的触发晶闸管显得尤为重要。传统的触发方式下，晶闸管触发导通需要一定的电压、电流强度和脉宽，需要 有一定的模拟电路来实现，在直流输电换流阀的运行环境下，各种干扰可能会导致晶闸 管的可靠触发不正常等。该专利就是在这样的背景条件下提出一种新型的设计方法，并采用触发编码脉 冲和实际触发信号通过光电隔离，从而保证触发电路不受各种干扰的影响。专利CN95207179.7描述了一种智能化晶闸管触发板的设计，该专利特征在与 以微处机主机为核心，配置多路模拟开关量，具有导通角检测电路，具有运行和故障指 示灯，其缺点在于关键的技术需要用微处机作为整个系统的核心，增加了复杂度，触发 技术需要检测导通角，不能作为换流阀模块试验用触发技术。本专利技术不需要用微处机， 直接利用无相移的同步信号，根据试验需要的触发角利用同步信号直接产生触发编码脉 冲，通过TE产生触发脉冲，从而触发晶闸管。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的换流阀模块试验晶闸管触发技术，与传统的晶 闸管触发技术不同，该触发技术采用数字式触发技术，VBE接收到同步信号后能够产生 任意相位角的触发编码脉冲，该相位角能够根据同步信号方便灵活的调整。低电压下晶 闸管的可靠性触发是保证换流阀正常可靠运行的基础，晶间管可靠触发需要两个条件， 一是晶闸管必须在阳极和阴极电压差为正压的情况下，接收到触发脉冲才能触发导通。 为了保证在正压区间内发送触发脉冲，需要提供低压电路的同步电压信号，将该同步电 压信号发送至阀基电子单元(VBE)，由VBE提供TE板的触发脉冲，从而保证在晶闸管 正压区间内向TE板发送触发脉冲。另一方面，低电压下晶闸管可靠性触发的触发脉冲 需要晶闸管电子单元(TE)来提供，低压电路提供TE正常工作的能量，同时TE接受来自 VBE的触发编码脉冲，TE接收到触发脉冲后进行解码，然后通过功率放大器件提供晶闸 管正常触发导通的电压和电流，从而提供晶闸管触发导通的触发脉冲。本专利技术提出的，包括(1)该方法所用的试验电路包括交流系统、过零检测电路、滤波电路、同步信 号、DSP-CPLD主控系统、阀基电子设备VBE、和晶闸管阀，所述交流系统是指220V交 流电源，通过AC/AC转换电路，将220V交流电压转换为5V的可测量信号，再通过滤波 调理电路，对该信号进行调理，使得其波形平滑，再通过过零检测电路，将其转换为和 5V信号同相位的方波信号，作为DSP-CPLD主控系统的控制基准；(2)所述AC/AC转换模块是通过电流型电压传感器SPT504F3将220V的交流电 源信号转换为5V的信号，转换后的信号和原电源没有相位上的转移，该传感器需要耐受 IOOOVpk以上的交流电压，防止由于交流系统出现过电压而损坏传感器，转换后的电压 信号峰值为5V ；(3)所述滤波电路，为一个二阶低通滤波器，截止频率为150HZ，能够滤除信号 中的大于150Hz以上的交流信号，由于系统的控制基准要求极为严格，信号相位的微小 误差就能导致出发时刻的迁移，该滤波器通过设置系统的转移函数，使得其相位偏移控 制在0.5°以内；(4)所述同步方波信号其高电平为5V，低电平为0V，在相位上和交流信号相 同，无相位偏移；(5)所述DSP-CPLD主控系统通过计算系统的触发角，根据同步信号向阀基电 子设备VBE发送脉冲宽度为120°的触发信号，该触发信号是为6脉动换流桥发送的触 发脉冲，信号和信号之间的相位偏移为60°，阀基电子设备VBE根据该触发角信号在其 上升沿产生触发信号，在其下降沿产生截止信号，并将其发送至晶间管电子设备TE，从 而触发晶间管，12脉动的换流器在换流变压器侧将会产生30°的相位偏移，控制信号和 6脉动换流桥的频率一致。本专利技术技术方案的优点是1、利用同步信号电路，通过检测正向电压，在正压区间产生触发脉冲，保证晶闸管可靠导通。2、VBE和TE之间通过光纤连接，能在模拟换流阀正常运行工况下进行试验， 试验真实可靠，并能起到防止干扰的作用。附图说明为了使本专利技术的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式的描述，下面给出 与本专利技术相关的附图说明如下图1是本专利技术的晶闸管低压触发试验方法的原理图。图2是本专利技术的晶闸管阀的触发时序3是晶闸管阀的触发电压试验波形具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。参见附图1，为了保证能在晶闸管阳极和阴极在正压时发送触发脉冲，通过电 压过零检测电路，检测施加在晶闸管上的电压，从而产生同步信号。将该同步信号发送 至VBE，VBE接收到该同步信号后产生触发编码脉冲，该触发编码脉冲通过光纤传输至TE, TE接收到该脉冲后进行解码，并通过功率放大器件产生能够使得晶间管触发导通的 电压电流，并发送至晶闸管，从而导通晶闸管。该设计方案中，同步信号产生电路和VBE在控制室，处于低电位，和换流阀运 行环境隔离，TE安装在换流阀上，处于高电位，VBE产生的触发编码脉冲通过光纤传送 至TE，通过这种方法，能够在晶间管的实际运行环境下对晶间管进行低电压触发试验， 利于光电隔离能够有效地防止换流阀的环境干扰，利用同步信号产生电路能够准确的保 证晶闸管导通。参见附图2，是DSP-CPLD主控系统的控制时序图，图中sys是系统的同步基 准，DSP-CPLD主控系统通过计算系统的触发角，根据同步信号向VBE发送Vab、Vbc、 Vac、Vca、Vba、Vcb各个阀桥臂的触发信号，其信号宽度为120°，时间上相差约 6.7ms。桥臂的触发信号之间的相位偏移为60°，时间上相差约3.35ms。VBE根据该触 发角信号在其上升沿产生触发信号，在其下降沿产生截止信号，并将其发送至TE，从而 触发晶间管。12脉动的换流器在换流变侧将会产生30°的相位偏移，控制信号和6脉动 桥一致。参见附图3，B通道波形的是TE晶闸管在接收到触发脉冲后导通的试验电压波 形。A通道的波形是TE在接收到触发编码脉冲后产生的触区间其中上升沿表示晶间管脉 冲的发送时刻。由图可见，当晶闸管阀在接收到触发脉冲后，即触发晶闸管，晶闸管两 端的电压将为零，表明晶闸管被触发。 上面通过特别的实施例内容描述了本专利技术，但是本领域技术人员还可意识到变 型和可选的实施例的多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因 此，可以理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本专利技术中，本专利技术的范围 仅仅被附上的专利权利要求书及其同等物限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型换流阀模块试验晶闸管触发方法，其特征在于：（１）该方法所用的试验电路包括交流系统、过零检测电路、滤波电路、同步信号、ＤＳＰ－ＣＰＬＤ主控系统、阀基电子设备ＶＢＥ、和晶闸管阀，所述交流系统是指２２０Ｖ交流电源。通过ＡＣ／ＡＣ转换电路，将２２０Ｖ交流电压转换为５Ｖ的可测量信号，再通过滤波调理电路，对该信号进行调理，使得其波形平滑，再通过过零检测电路，将其转换为和５Ｖ信号同相位的方波信号，作为ＤＳＰ－ＣＰＬＤ主控系统的控制基准；（２）所述ＡＣ／ＡＣ转换模块是通过电流型电压传感器ＳＰＴ５０４Ｆ３将２２０Ｖ的交流电源信号转换为５Ｖ的信号，转换后的信号和原电源没有相位上的转移，该传感器需要耐受１０００Ｖｐｋ以上的交流电压，防止由于交流系统出现过电压而损坏传感器，转换后的电压信号峰值为５Ｖ；（３）所述滤波电路，为一个二阶低通滤波器，截止频率为１５０Ｈｚ，能够滤除信号中的大于１５０Ｈｚ以上的交流信号，由于系统的控制基准要求极为严格，信号相位的微小误差就能导致出发时刻的迁移，该滤波器通过设置系统的转移函数，使得其相位偏移控制在０．５°以内；（４）所述同步方波信号其高电平为５Ｖ，低电平为０Ｖ，在相位上和交流信号相同，无相位偏移；（５）所述ＤＳＰ－ＣＰＬＤ主控系统通过计算系统的触发角，根据同步信号向阀基电子设备ＶＢＥ发送脉冲宽度为１２０°的触发信号，该触发信号是为６脉动换流桥发送的触发脉冲，信号和信号之间的相位偏移为６０°，阀基电子设备ＶＢＥ根据该触发角信号在其上升沿产生触发信号，在其下降沿产生截止信号，并将其发送至晶闸管电子设备ＴＥ，从而触发晶闸管，１２脉动的换流器在换流变压器侧将会产生３０°的相位偏移，控制信号和６脉动换流桥的频率一致。...

【技术特征摘要】
1. 一种新型换流阀模块试验晶间管触发方法，其特征在于(1)该方法所用的试验电路包括交流系统、过零检测电路、滤波电路、同步信号、 DSP-CPLD主控系统、阀基电子设备VBE、和晶闸管阀，所述交流系统是指220V交流电 源。通过AC/AC转换电路，将220V交流电压转换为5V的可测量信号，再通过滤波调 理电路，对该信号进行调理，使得其波形平滑，再通过过零检测电路，将其转换为和5V 信号同相位的方波信号，作为DSP-CPLD主控系统的控制基准；(2)所述AC/AC转换模块是通过电流型电压传感器SPT504F3将220V的交流电源 信号转换为5V的信号，转换后的信号和原电源没有相位上的转移，该传感器需要耐受 IOOOVpk以上的交流电压，防止由于交流系统出现过电压而损坏传感器，转换后的电压 信号峰值为5V ；(3)所述滤波电路，为一个二阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广福，王华锋，陈龙龙，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11