晶闸管电压监测板TVM在阀保护中的功能浅析

目前在我国已有贵广Ⅰ、贵广Ⅱ、德阳-宝鸡等8条高压直流输电(HVDC)工程中采用激光脉冲直接光控晶闸管的直接光触发晶闸管(LTT)换流阀。为确保换流阀的安全可靠运行,对换流阀中的每个晶闸管用晶闸管电压监测(TVM)进行在线监测。TVM实时用回报信号将监测的结果通过光缆送往阀底部电子设备(VBE)中。VBE中的单片机监测系统根据TVM发送的回报信号分析判定晶闸管故障,并产生相应报警、跳闸信号。针对TVM国产化研制中对其功能的研究及在贵广Ⅱ等工程现场调试运行中对其在阀保护中的作用进行简要分析。     

单阀中允许最多BOD触发晶闸管级数的简要分析

中国溪洛渡贵广一回、贵广二回等直流输电工程中均采用了直接光触发晶闸管换流阀。为了满足超高压、特高压工程的要求,换流阀采用众多晶闸管的串联技术。为了确保触发的可靠性,作为后备紧急保护触发,在每个晶闸管内部有集成了转折二极管(BOD)电路。笔者就该电路的工作原理和单阀中允许最多BOD触发晶闸管级数的限定原则进行分析。     

贵—广Ⅱ宝安站极2Y3阀因无回报信号导致极2跳闸的故障分析及相关反措的建议

中国贵—广Ⅱ±500 kV高压直流输电工程中均采用激光脉冲直接触发晶闸管的直接光控晶闸管换流阀(以下简称LTT阀)。为了确保换流阀的安全可靠运行,对换流阀中的每个晶闸管用晶闸管电压监测电子线路(thyristor voltage mornitoring,TVM)进行在线监测。TVM实时用回报信号将监测的结果通过光缆送往阀底部电子设备柜(VBE)中。VBE中的单片机监测系统根据回报信号分析判定晶闸管的故障,当阀内故障晶闸管数超过设计允许的冗余数,产生相应的跳闸信号。笔者就2009年3月12日和2010年5月29日贵—广Ⅱ宝安站极2 Y3阀因无回报信号导致极2跳闸的故障进行了分析,得出:跳闸故障并非由阀或VBE故障引起,而是由阀侧电压不稳定或扰动引起的结论,并提出相关反措的建议。     

Analysis and Suggestions on Pole 2 Strip Caused by No Check Back Signal from Y3 Valve of GGH Baoan Station

中国贵—广Ⅱ±500 kV高压直流输电工程中均采用激光脉冲直接触发晶闸管的直接光控晶闸管换流阀(以下简称LTT阀).为了确保换流阀的安全可靠运行,对换流阀中的每个晶闸管用晶闸管电压监测电子线路(thyristor voltage momitoring,TVM)进行在线监测.TVM实时用回报信号将监测的结果通过光缆送往阀底部电子设备柜(VBE)中.VBE中的单片机监测系统根据回报信号分析判定晶闸管的故障,当阀内故障晶闸管教超过设计允许的冗余数,产生相应的跳闸信号.笔者就2009年3月12日和2010年5月29日贵—广Ⅱ宝安站极2 Y3阀因无回报信号导致极2跳闸的故障进行了分析,得出:跳闸故障并非由阀或VBE故障引起,而是由阀侧电压不稳定或扰动引起的结论,并提出相关反措的建议.     

一种晶闸管阀组高压侧触发能量耦合获取单元

为满足串联晶闸管阀组中多个晶闸管同步触发以及多个串联晶闸管触发模块之间的隔离强度,给出了一种新颖的晶闸管阀组高压侧触发能量耦合获取单元.该单元可在低压侧产生幅值恒定的直流或高频方波交流可控电流,通过高压绝缘电缆穿过多个磁环变压器将能量耦合至高压侧,在次级经变换后形成触发脉冲直接同步触发晶闸管,触发脉冲上升沿小于500 ns.在10 kv中压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置中的实际应用验证了该触发单元的可行性.     

用于TCR的晶闸管光电触发与监测系统

为更好地在电网中应用晶闸管控制电抗器的静态无功补偿装置,介绍了一种用于TCR的晶闸管光电触发与监测系统。在分析阀基电子板(VBE)和晶闸管电子板(TE)的功能和工作过程后,重点讨论了3脉冲通信规约、高位取能回路、逻辑译码电路、BOD保护和晶闸管触发电路的原理并在此基础上设计了完整的VBE和TE板。实验结果表明该电路能够进行高压晶闸管阀体的在线监测,同时具有理想的电磁抗干扰性能,可以产生分散性小、前沿陡的门极触发脉冲,有利于串联晶闸管的同时触发,满足TCR用晶闸管光电触发与状态监视的要求。     

HVDC开路状态下换流阀控制设备误发保护性触发故障原因分析

HVDC开路状态下,监视晶闸管正向电压的换流阀控制设备易误发保护性触发故障,导致直流闭锁。针对此情况,分析了HVDC开路工况特性和保护性触发原理,以祁连—韶山±800kV特高压直流工程为例,深入开展了故障分析,提出了换流阀控制设备误发保护性触发的原因和条件。受实际电压波形的影响,晶闸管电压相角为180°附近时,阀电子电路在收到触发脉冲信号的情况下,将极有可能发送建压脉冲信号。阀接口电子设备会误将此信号识别为保护性触发脉冲信号。HVDC非开路状态下,由于换流器控制单元对触发延迟角的限制,阀电子电路不可能在晶闸管电压相角为180°附近时收到触发脉冲信号;换流阀控制设备误发保护性触发的故障只可能发生在HVDC开路工况下。最后进行了换流阀控制设备实验测试,故障现象、实验测试结果与分析结果一致。     

±500 kV直流输电光控晶闸管阀监测系统分析及优化

超高压直流输电光控晶闸管阀监测系统向阀控制系统实时回报阀侧阈值电压信号,阀控系统综合该信号和网侧调度信息进行调度控制和保护。国内某站发生多个晶闸管电压监测单元(TVM)回报异常事件,为究其原因分析了阀监测系统,发现TVM脉宽控制电路存在不足。本文介绍了TVM架构和脉宽控制电路,剖析了正向过零电压监测(POS)、负向过零电压监测(NEG)、BOD过电压监测(BOD)3种脉冲脉宽控制电路原理,并给出了优化方案。在试验验证中,分别在工频有效值380 V和BOD峰值为7 kV的脉冲电压情况下对原电路和优化电路试验结果做对比,充分验证了电路优化的有效性,为国内外光控型晶闸管换流站阀监测系统后期升级和改造提供了技术支持和安全保障。     

直接光触发晶闸管(LTT)在SVC的应用

与普通的电触发晶闸管ETT 对比, 直接光触发晶闸管LTT 具有直接光触发和内置BOD 保护两大优点, 使得LTT 阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著节省。随着LTT 应用量的不断扩大和成本的进一步降低, LTT 技术在高压直流输配电换流阀和静态无功功率补偿装置( SVC) 等方面的应用前景广阔。     

高压直流输电光触发晶闸管反向恢复期保护的研究

高压直流输电晶闸管换流阀,不管是光触发晶闸管换流阀还是电触发晶闸管换流阀．其反向恢复期的保护功能都是一项极为重要的保护。电触发晶闸管和光触发晶闸管在实现这一保护的做法上有较大不同。文中介绍了目前常用的电触发晶闸管的反向恢复期保护方式．并着重对光触发晶闸管的反向恢复期保护进行了研究。     

葛南直流输电系统2006年运行及异常情况总结

葛(洲坝)—南(桥)直流输电系统是首次由我国自主完成控制保护系统改造的±500 kV长距离、大容量和超高压直流输电工程。统计了葛南直流输电系统2006年的主要运行指标，分析了运行中发生的原因较为复杂且具有代表性的多项事件，并提出相应的对策和建议。这些经验同样适用于其他高压直流输电系统，有助于提升我国高压直流输电工程的设计、调试和运行水平。     

±660 kV银东直流输电山东侧安全稳定控制策略

在交直流混联电网中,直流系统的双极闭锁对系统的安全性和稳定性影响较大。银东直流输电系统发生双极闭锁故障时,会引起特高压线路失稳、系统低频的稳定性问题,此时可通过采取切负荷的控制策略,确保系统稳定运行。文中通过研究±660kV银东直流输电系统山东侧安全稳定控制策略,提出了适用于大容量直流输入电网的安全稳定控制系统的策略研究方法、有效的切负荷优化技术及直流极闭锁判据;设计了主站、执行站分层控制模式以及按轮级切负荷的控制原理。该策略在山东电网的实际应用结果证明了其有效性。     

A unified proposal for characteristic testing methods and figure of merit of 8‐kV/3.5‐kVA class light‐triggered thyristors

Power devices with high capability have been developed. 8‐kV/3.5‐kA‐class light‐triggered thyristors have the highest capability among power devices. These devices are used in the Kii Channel HVDC transmission system in Japan. In this paper, we report the extracted problems of conventional testing methods of 8‐kV/3.5‐kA‐class light‐triggered thyristors among manufacturers, and the proposed unified testing methods on the basis of element characteristics and operating conditions in the Kii Channel HVDC system. Furthermore, we propose a figure of merit for power devices for the practical use, and try to extract elements used at the Kii Channel HVDC system with small margins and low withstand capabilities. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 140(3): 61–70, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10024     

直接光控晶闸管在脉冲电源上的应用

具有集成保护功能的直接光控晶闸管（LTT）是得到了广泛应用，这种晶闸管是为高压直流输电（HVDC）而开发的，通过改进门极结构，光控晶闸管也可用于大功率脉冲电源上，由于采用了直接光触发，LTT特别适用于串联应用。     

基于暂态电流相关系数的混合多端高压直流输电线路保护

混合多端高压直流输电系统结合了传统高压直流输电与柔性直流输电技术的优势,在降低经济成本的同时可实现大容量功率输送、故障穿越与抑制换相失败等功能,是未来电网发展的重要趋势之一。但是混合多端直流输电系统拓扑相对复杂,且全控型电力电子设备耐过流能力较弱,即故障后需保护装置快速可靠地识别故障区间。因此,提出一种基于暂态电流故障分量相关系数的混合多端高压直流输电线路保护策略,只须测量T接汇流母线3个端口各自的暂态电流故障分量并计算相关系数即可准确识别故障区间。仿真结果表明,所提保护方案无需通信,保护装置能在1 ms内动作,能耐受300 Ω过渡电阻与20 dB白噪声的干扰,可较好地满足混合多端高压直流输电系统的保护需求。     

高压直流输电系统开路电压的解析计算

高压直流开路试验是高压直流工程的一项重要试验,准确的原理分析及开路电压的计算是十分必要的。从换流阀的基本模型入手,详细分析了不带直流线路和带直流线路的开路试验中换流阀的导通情况,建立了开路电压可定量计算的等效电路。通过列写换流阀开通时等效电路的微分方程,建立换流阀关断时的拉氏变换电路,对不带直流线路和带直流线路工况下的开路电压进行解析计算,并阐述开路电压建立的基本过程和物理本质。最后,在PSCAD/EMTDC软件中利用CIGRE高压直流标准测试模型验证了所提公式的准确性。     

激光诱导下间隙放电电压的估算

建立了计算激光诱导的下间隙放电电压的计算公式,导出了激光等离子体电阻解析式与激光能量在传输中的衰减规律,由此可以求出激光诱导下间隙自持放电的条件。并根据激光参数求出间隙最小放电电压。理论计算结果和实验结果的规律性是相符的,其误差不超过２０％,误差原因文中也作了分析。     

激光诱导间隙放电效果的试验研究

对影响激光诱导放电效果的诸多因素如激光参数、电场分布、电场作用时间、大气条件进行了试验研究。结果表明,与正极性比较,激光更易于触发负极性电压气隙放电。激光束与高压电极轴线间夹角也影响放电电压的大小。