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。     

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.     

电控与光控晶闸管换流阀触发机理对比分析研究

根据电控及光控换流阀的触发机理,结合南方电网己有直流输电工程的工程实践,对电控以及光控换流阀控制保护系统进行了深入地对比研究。电控换流阀采用的五脉冲法具有时序性强的特点,同时也存在阀基电子设备(VBE)装置误判和回报信号无法区别的现象。此外,晶闸管电子(TE)板存在的固有缺陷也会导致换流阀元器件损坏和异常导通。光控换流阀将电控换流阀TE板的功能分散到晶闸管电压监视(TVM)和恢复期保护单元(RPU)板,采用了与电控换流阀不同的控制保护原理,消除了电控换流阀固有的缺陷,但也存在换流阀大面积晶闸管无回检信号及VBE装置误报光发射板故障的缺点。最后通过分析南方电网电控及光控换流阀控制保护系统出现的典型故障,总结出了这两种不同控制方式换流阀的优缺点,并提出相关解决建议。     

换流阀EOC信号延迟原因分析及解决措施

某逆变站由于换流阀TVM板运行情况不稳定,在直流运行过程中负向脉冲宽度减小,TVM板与阀控VBE信号失配,导致换流阀电流过零（Extinction Of Current,EOC）信号延迟。通过分析和测试TVM的原理,发现其负向脉冲宽度减小的原因为TVM板脉宽控制回路中的X7R型电容固有工作特性运行不稳定。将TVM板电容更换为工作稳定的C0G型电容,通过各项试验合格后,将原TVM板全部更换为新TVM板,直流运行稳定,成功解决了因换流阀EOC信号延迟引起直流换相失败的问题。     

HVDC直接光控换流阀中激光发射电路监测中几个问题的探讨

我国贵州-广东Ⅰ回、Ⅱ回±500 kV高压直流输电和西北-华中(灵宝)联网直流背靠背工程中,均采用了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)。为了确保触发光脉冲的可靠性,在阀底部电子设备柜(VBE)中设置了对光发射电路进行在线实时监测的功能。笔者就近年来运行中激光发射监测出现的一些问题进行探讨。     

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。     

换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统研制*

作为光控换流阀的核心设备，晶闸管电压监视单元的运行状态直接影响了直流输电系统运行可靠性，然而对其进行测试的设备受限于进口测试仪，不利于换流阀运维，因此研制晶闸管电压监视单元综合测试系统具有重要工程价值。基于晶闸管电压监视单元的工作原理，结合IEC 60700 1标准，研制一种换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统，并应用于晶闸管换流阀试验。通过仿真分析和试验验证，证明该测试系统设计合理，满足工程应用需求。     

直流输电换流阀晶闸管过电压保护研究

晶闸管承受过电压的能力较弱,瞬时过电压可导致晶闸管的击穿。首先研究了直流输电核心设备之一晶闸管换流阀发生晶闸管过电压击穿对直流输电系统的影响,分析了直流输电换流阀晶闸管配置过电压保护的必要性。然后对BTC和BOD两种晶闸管过电压保护方式进行了理论计算与分析,并采用PSPICE软件搭建了仿真模型进行仿真分析。最后在实验室搭建实验电路对两种过电压保护电路性能进行了验证。研究表明两种保护方式均可以实现晶闸管过电压保护的要求。     

直挂66kV母线SVC的光控晶闸管水冷阀组技术

对国内第一套直挂66 kV母线的光控水冷SVC的阀组做了比较详细的描述.该套SVC应用于辽宁东鞍山220 kV变电站,填补了国内66 kV等级动态无功补偿装置的空白.为满足高电压等级晶闸管阀组的特性,该晶闸管阀组应用了光控晶闸管(LTT)、密闭式纯水冷却系统等多项国内外先进技术.文中介绍了光控晶闸管的原理,详细描述了66 kV光控晶闸管阀组的电气原理及结构组成,并从器件选择、均压和冗余设计等方面分析了阀组系统为保证其准确性和可靠性而具有的技术特性.     

基于DSP宽频率范围跟踪晶闸管数字触发器研究

中国环流器二号A装置极向场电源系统采用双三相桥12脉波晶闸管整流电路.针对其交流侧电压频率变化较大的特点以及模拟触发控制电路器件参数分散、调试困难、脉冲对称性较差等问题,提出并设计了一种以DSP为控制核心的宽频率范围跟踪晶闸管数字化触发器.经分析与实验发现该系统提高了控制精度和实时性.同时考虑到实际工作情况,用软件实现了缺相的保护、相序自适应功能.通过对过电压、过电流情况进行实时检测.利用软硬件实现封锁脉冲和从相控整流到有源逆变的转换.     

晶闸管电压监测板检测方法研究

晶闸管电压监测板是光触发换流阀系统核心部件之一,对于光触发晶闸管正常稳定运行至关重要,为此对TVM板功能及其原理进行了论述,在此基础上结合实际应用需求,对TVM板检测方法进行了研究,提出一种易实现、轻量化的检测方案。     

KM—18—2触发模块的应用

KM-18-2触发模块主要用于晶闸管单相、三相全控桥触发控制电路中。模块以TCA785、J555等元器件构成,其内部电路如图1所示。 同步电压从模块的(13)脚输入,锯齿波的斜率取决于接在模块(11)脚的电位器调定值。模块④脚和②脚输出脉冲的宽度由外接于模块⑦脚的电容决定。⑦脚不外接电容时,输出脉宽约为550μs。当⑦脚与地直接相连时,输出宽脉冲,适于感性负载使用。在模块     

直流输电换流阀晶闸管电压分布的光电测量系统

设计了一种用于测量换流阀晶闸管电压分布的光电测量系统，该光电测量系统主要由探头、发射电路、接收电路3部分组成。系统采用脉冲频率调制的原理对信号进行调制，其带宽为直流至1．2MHz，部分响应时间为120ns，最大非线性误差为1％。实验结果表明，所设计的光电测量系统有较强的抗电磁干扰能力和较高的测量精度，可以满足测量换流阀晶闸管电压分布的需要。     

晶闸管投切电容器过零检测电路的改进

传统的晶闸管投切电容器的过零检测电路采用MOC3083型光耦合器触发晶闸管,存在容易产生击穿、误触发和损坏等缺点。针对此缺点,重新设计过零检测电路和晶闸管驱动电路。利用光耦合器和三极管的特性捕捉过零点,由光耦合器导通时输出的低电平信号作为过零信号,并由脉冲变压器来驱动双向晶闸管;由过零检测电路与晶闸管驱动电路共同作用得到过零投切信号,以单片机控制的方式来实现晶闸管的可靠触发。在600 V电压下进行试验,并将改进后的电路与传统的MOC3083型过零驱动电路进行比较,结果表明改进后的电路能够准确地检测晶闸管两端的过零信号,并在过零点时投入电容器,且冲击涌流小,较MOC3083型过零驱动电路可靠性高。     

带有触发箱的66kV光控水冷阀组的设计与应用

为了实现66kV及以上高压无功补偿,设计开发了带有触发箱的66kV光控水冷阀组。带有触发箱的66kV光控水冷阀组主要应用在电力、冶金领域,可用于66kV及以上电压等级的静止无功补偿(Static Var Compensation,SVC)装置中,应用前景广阔。以辽宁省抚顺市66kV变电站为例,对阀组中触发箱、晶闸管单元、RC阻容单元、回报单元及水冷单元的设计做了详细的分析和介绍,论证了采用带触发箱的66kV光控水冷阀组的必要性和优点。     

光控可控硅及其应用

光控可控硅又称光激可控硅或光控硅晶闸管。其优点是:通过主电路与控制电路的光耦合,可以抑制噪音干扰。主电路和控制电路相互隔离,容易满足对高压绝缘的要求。使用光控可控硅元件,不需要控制极触发脉冲变压器,可减小装置的体积与重量,提高可靠性。单个光控可控硅元件输出电流可达安培级,其大小不随光强变化而变化。由于上述特点,光控可控硅作为自动控制元件已广泛用于光继电器、自控、隔离、输入开关、光计数器、红外探测器、光报警器、光触发脉冲发生器、液位控制器等方面。七十年代末,出现了大功率光控可控硅元件,它主要用于大电流脉冲装置和高压直     

串联晶闸管动态电压测试技术研究

为有效监测脉冲功率源系统中串联晶闸管在同步触发条件下动态电压变化,建立晶闸管电路等效模型,计算不同衰减电路模块对于串联晶闸管均压特性的影响,并在此基础上设计了一种特殊的阻容串联型分压器用于采集串联晶闸管导通过程中的电压信号.计算结果表明,此分压器可有效改善串联晶闸管的动态均压特性,对于串联晶闸管同步导通过程中电压变化情况进行精确监测.经实验验证,该方案可以有效解决脉冲功率源系统中串联晶闸管导通过程的信号采集问题.     

一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发改进电路及其设计

为更好地解决晶闸管阀触发系统的高电压隔离问题,设计了一种可用于中高压静止无功补偿设备的晶闸管高位耦合取能与光纤触发系统.给出了光纤触发系统的结构,在实用的晶闸管过零检测电路基础上,对高位耦合取能电路进行了分析与设计,运用OrCAD/Pspice软件,针对RC回路参数对充电电路的影响进行了仿真,并根据取能电路的特点设计了晶闸管脉冲放大电路.光纤收发器采用HFBR-x4xx系列,利用光纤实现了高低压的电气隔离,有效提高了触发系统的抗干扰能力.仿真和实验结果表明了取能电路的可靠性和稳定性、脉冲放大电路的简单实用和低成本等特点以及光纤触发系统的抗干扰能力强、分散性小等优点,特别适用于中高压无功补偿用晶闸管的触发.     

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。