專利名稱：一種新型換流閥模塊試驗晶閘管觸發方法
技術領域：
本發明涉及電力系統器件領域，具體涉及一種新型換流閥模塊試驗晶閘管觸發 方法。
背景技術：
晶閘管作為換流閥的最重要的元器件，它的可靠性觸發是保證換流閥正常運行 的關鍵所在，換流閥正常運行過程中，會受到來自外界的各種干擾，這種干擾可能對晶 閘管的觸發電路產生影響，從而致使不能正常的觸發晶閘管。直流輸電換流閥是由多 組晶閘管串聯組成，如果由于一個晶閘管不能正常觸發導通，則會導致電壓分攤于剩余 的串聯晶閘管上，則會導致這些晶閘管過電壓，嚴重時可能會導致損壞晶閘管，由此可 見，正常可靠的觸發晶閘管顯得尤為重要。傳統的觸發方式下，晶閘管觸發導通需要一定的電壓、電流強度和脈寬，需要 有一定的模擬電路來實現，在直流輸電換流閥的運行環境下，各種干擾可能會導致晶閘 管的可靠觸發不正常等。該專利就是在這樣的背景條件下提出一種新型的設計方法，并采用觸發編碼脈 沖和實際觸發信號通過光電隔離，從而保證觸發電路不受各種干擾的影響。專利CN95207179.7描述了一種智能化晶閘管觸發板的設計，該專利特征在與 以微處機主機為核心，配置多路模擬開關量，具有導通角檢測電路，具有運行和故障指 示燈，其缺點在于關鍵的技術需要用微處機作為整個系統的核心，增加了復雜度，觸發 技術需要檢測導通角，不能作為換流閥模塊試驗用觸發技術。本發明不需要用微處機， 直接利用無相移的同步信號，根據試驗需要的觸發角利用同步信號直接產生觸發編碼脈 沖，通過TE產生觸發脈沖，從而觸發晶閘管。
發明內容
本發明的目的是提供一種新型的換流閥模塊試驗晶閘管觸發技術，與傳統的晶 閘管觸發技術不同，該觸發技術采用數字式觸發技術，VBE接收到同步信號后能夠產生 任意相位角的觸發編碼脈沖，該相位角能夠根據同步信號方便靈活的調整。低電壓下晶 閘管的可靠性觸發是保證換流閥正常可靠運行的基礎，晶間管可靠觸發需要兩個條件， 一是晶閘管必須在陽極和陰極電壓差為正壓的情況下，接收到觸發脈沖才能觸發導通。 為了保證在正壓區間內發送觸發脈沖，需要提供低壓電路的同步電壓信號，將該同步電 壓信號發送至閥基電子單元(VBE)，由VBE提供TE板的觸發脈沖，從而保證在晶閘管 正壓區間內向TE板發送觸發脈沖。另一方面，低電壓下晶閘管可靠性觸發的觸發脈沖 需要晶閘管電子單元(TE)來提供，低壓電路提供TE正常工作的能量，同時TE接受來自 VBE的觸發編碼脈沖，TE接收到觸發脈沖后進行解碼，然后通過功率放大器件提供晶閘 管正常觸發導通的電壓和電流，從而提供晶閘管觸發導通的觸發脈沖。本發明提出的一種新型換流閥模塊試驗晶閘管觸發方法，包括
(1)該方法所用的試驗電路包括交流系統、過零檢測電路、濾波電路、同步信 號、DSP-CPLD主控系統、閥基電子設備VBE、和晶閘管閥，所述交流系統是指220V交 流電源，通過AC/AC轉換電路，將220V交流電壓轉換為5V的可測量信號，再通過濾波 調理電路，對該信號進行調理，使得其波形平滑，再通過過零檢測電路，將其轉換為和 5V信號同相位的方波信號，作為DSP-CPLD主控系統的控制基準；(2)所述AC/AC轉換模塊是通過電流型電壓傳感器SPT504F3將220V的交流電 源信號轉換為5V的信號，轉換后的信號和原電源沒有相位上的轉移，該傳感器需要耐受 IOOOVpk以上的交流電壓，防止由于交流系統出現過電壓而損壞傳感器，轉換后的電壓 信號峰值為5V ；(3)所述濾波電路，為一個二階低通濾波器，截止頻率為150HZ，能夠濾除信號 中的大于150Hz以上的交流信號，由于系統的控制基準要求極為嚴格，信號相位的微小 誤差就能導致出發時刻的遷移，該濾波器通過設置系統的轉移函數，使得其相位偏移控 制在0.5°以內；(4)所述同步方波信號其高電平為5V，低電平為0V，在相位上和交流信號相 同，無相位偏移；(5)所述DSP-CPLD主控系統通過計算系統的觸發角，根據同步信號向閥基電 子設備VBE發送脈沖寬度為120°的觸發信號，該觸發信號是為6脈動換流橋發送的觸 發脈沖，信號和信號之間的相位偏移為60°，閥基電子設備VBE根據該觸發角信號在其 上升沿產生觸發信號，在其下降沿產生截止信號，并將其發送至晶間管電子設備TE，從 而觸發晶間管，12脈動的換流器在換流變壓器側將會產生30°的相位偏移，控制信號和 6脈動換流橋的頻率一致。本發明技術方案的優點是1、利用同步信號電路，通過檢測正向電壓，在正壓區間產生觸發脈沖，保證晶
閘管可靠導通。2、VBE和TE之間通過光纖連接，能在模擬換流閥正常運行工況下進行試驗， 試驗真實可靠，并能起到防止干擾的作用。
為了使本發明的內容被更清楚的理解，并便于具體實施方式
的描述，下面給出 與本發明相關的
如下圖1是本發明的晶閘管低壓觸發試驗方法的原理圖。圖2是本發明的晶閘管閥的觸發時序3是晶閘管閥的觸發電壓試驗波形
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。參見附圖1，為了保證能在晶閘管陽極和陰極在正壓時發送觸發脈沖，通過電 壓過零檢測電路，檢測施加在晶閘管上的電壓，從而產生同步信號。將該同步信號發送 至VBE，VBE接收到該同步信號后產生觸發編碼脈沖，該觸發編碼脈沖通過光纖傳輸至TE, TE接收到該脈沖后進行解碼，并通過功率放大器件產生能夠使得晶間管觸發導通的 電壓電流，并發送至晶閘管，從而導通晶閘管。該設計方案中，同步信號產生電路和VBE在控制室，處于低電位，和換流閥運 行環境隔離，TE安裝在換流閥上，處于高電位，VBE產生的觸發編碼脈沖通過光纖傳送 至TE，通過這種方法，能夠在晶間管的實際運行環境下對晶間管進行低電壓觸發試驗， 利于光電隔離能夠有效地防止換流閥的環境干擾，利用同步信號產生電路能夠準確的保 證晶閘管導通。參見附圖2，是DSP-CPLD主控系統的控制時序圖，圖中sys是系統的同步基 準，DSP-CPLD主控系統通過計算系統的觸發角，根據同步信號向VBE發送Vab、Vbc、 Vac、Vca、Vba、Vcb各個閥橋臂的觸發信號，其信號寬度為120°，時間上相差約 6.7ms。橋臂的觸發信號之間的相位偏移為60°，時間上相差約3.35ms。VBE根據該觸 發角信號在其上升沿產生觸發信號，在其下降沿產生截止信號，并將其發送至TE，從而 觸發晶間管。12脈動的換流器在換流變側將會產生30°的相位偏移，控制信號和6脈動 橋一致。參見附圖3，B通道波形的是TE晶閘管在接收到觸發脈沖后導通的試驗電壓波 形。A通道的波形是TE在接收到觸發編碼脈沖后產生的觸區間其中上升沿表示晶間管脈 沖的發送時刻。由圖可見，當晶閘管閥在接收到觸發脈沖后，即觸發晶閘管，晶閘管兩 端的電壓將為零，表明晶閘管被觸發。 上面通過特別的實施例內容描述了本發明，但是本領域技術人員還可意識到變 型和可選的實施例的多種可能性，例如，通過組合和/或改變單個實施例的特征。因 此，可以理解的是這些變型和可選的實施例將被認為是包括在本發明中，本發明的范圍 僅僅被附上的專利權利要求書及其同等物限制。
權利要求
1. 一種新型換流閥模塊試驗晶間管觸發方法，其特征在于(1)該方法所用的試驗電路包括交流系統、過零檢測電路、濾波電路、同步信號、 DSP-CPLD主控系統、閥基電子設備VBE、和晶閘管閥，所述交流系統是指220V交流電 源。通過AC/AC轉換電路，將220V交流電壓轉換為5V的可測量信號，再通過濾波調 理電路，對該信號進行調理，使得其波形平滑，再通過過零檢測電路，將其轉換為和5V 信號同相位的方波信號，作為DSP-CPLD主控系統的控制基準；(2)所述AC/AC轉換模塊是通過電流型電壓傳感器SPT504F3將220V的交流電源 信號轉換為5V的信號，轉換后的信號和原電源沒有相位上的轉移，該傳感器需要耐受 IOOOVpk以上的交流電壓，防止由于交流系統出現過電壓而損壞傳感器，轉換后的電壓 信號峰值為5V ；(3)所述濾波電路，為一個二階低通濾波器，截止頻率為150Hz，能夠濾除信號中的 大于150Hz以上的交流信號，由于系統的控制基準要求極為嚴格，信號相位的微小誤差 就能導致出發時刻的遷移，該濾波器通過設置系統的轉移函數，使得其相位偏移控制在 0.5°以內；(4)所述同步方波信號其高電平為5V，低電平為0V，在相位上和交流信號相同，無 相位偏移；(5)所述DSP-CPLD主控系統通過計算系統的觸發角，根據同步信號向閥基電子設 備VBE發送脈沖寬度為120°的觸發信號，該觸發信號是為6脈動換流橋發送的觸發脈 沖，信號和信號之間的相位偏移為60°，閥基電子設備VBE根據該觸發角信號在其上升 沿產生觸發信號，在其下降沿產生截止信號，并將其發送至晶間管電子設備TE，從而觸 發晶間管，12脈動的換流器在換流變壓器側將會產生30°的相位偏移，控制信號和6脈 動換流橋的頻率一致。
全文摘要
本發明涉及電力系統器件領域，具體涉及一種新型換流閥模塊試驗晶閘管觸發方法。該觸發方法采用數字式觸發技術，VBE接收到同步信號后能夠產生任意相位角的觸發編碼脈沖，該相位角能夠根據同步信號方便靈活的調整。低電壓下晶閘管的可靠性觸發是保證換流閥正常可靠運行的基礎，晶閘管可靠觸發需要兩個條件，一是晶閘管必須在陽極和陰極電壓差為正壓的情況下，二是接收到觸發脈沖才能觸發導通。低電壓下晶閘管可靠性觸發的觸發脈沖需要晶閘管電子單元TE來提供，低壓電路提供TE正常工作的能量，同時TE接收來自VBE的觸發編碼脈沖，TE接收到觸發編碼脈沖后進行解碼，然后通過功率放大器件提供能夠使得晶閘管觸發導通的電壓和電流，從而使得晶閘管觸發導通。
文檔編號H02M1/06GK102013793SQ201010512409
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者湯廣福, 王華鋒, 陳龍龍 申請人:中國電力科學研究院