TSC高压晶闸管阀过电流失效机理

为满足晶闸管投切电容器(TSC)装置可靠性及其试验方法和试验等效机理研究的需要,重点研究了TSC装置的核心部件--高压晶闸管阀在过电流故障状态下的失效机理.首先介绍了TSC系统及其阀的结构以及过电流故障形成的原因和特征,并给出了过电流的数学方程和仿真波形.然后按照过电流故障的不同发展阶段对TSC阀的电流、电压和热等应力进行了解析分析.在上述基础上,结合器件的物理特性,对TSC阀各个元件在各种故障应力下的内部物理过程进行了分析.最终得到了TSC阀在过电流故障的不同发展阶段的失效模式和失效指标,从而揭示了TSC高压晶闸管阀的过电流失效机理.     

快速调压型高压静止无功补偿装置的研究

针对现有电压调节型无功自动补偿装置(SVQR)和高压晶闸管投切电容器(TSC)存在的不足,本文提出了一种基于晶闸管开关控制技术的快速调压型高压静止无功补偿装置(TVQR)。文中分析了TVQR工作原理,介绍了该装置主电路及工作过程,最后通过仿真、样机试验验证TVQR的可行性。结果表明,文中提出的TVQR不仅响应速度快、无功补偿精细、投切无涌流,而且TSC相比晶闸管阀简单、可靠性高、占地面积小、运行维护简单,具有一定的研究应用价值。     

节能型10kV TSC在光伏发电场中的应用

光伏电厂需要配置一定的无功补偿装置,并联电容器是一种主要的无功补偿方式。笔者提出一种节能型晶闸管投切电容器TSC,能够有效降低机械开关投切电容器引发的电能质量问题,并且有效克服了常规高压TSC可靠性不够高、损耗较大的缺点。该节能型TSC的关键在于投切开关,三相中的任意2相采用晶闸管和交流接触器相互并联组成复合开关,剩余1相采用交流接触器作为投切开关。在工作过程中,节能型TSC的晶闸管阀仅在投入和切除过程中流过交流电流,晶闸管阀的有功损耗显著降低,可无需散热装置。通过在PSCAD/EMTDC平台上的数字仿真证明该节能型TSC是完全可行的。     

750MW换流站高压晶闸管换流阀低压加压试验分析

在高压晶闸管换流阀低压加压试验方面,国内虽然做过一些工作,但未在理论上给出明确的试验依据,例如触发电压和触发角的取值等,本文对此进行研究,并以灵宝换流站扩建工程换流阀低压加压试验为例分析试验效果。详细阐述了高压晶闸管换流阀的技术特点,简单介绍了直流控制保护系统、阀基电子设备(VBE)的功能,着重分析了晶闸管电子板(TE)取能方式的特点。针对以上技术特点和功能特性,制定了高压晶闸管换流阀低压加压试验方案,通过试验检查了主系统回路逻辑与接线的正确性。本文给出的高压晶闸管换流阀低压加压试验理论依据,可为同类试验提供参考。     

基于10 kV高压自取能光电触发TSC装置的延时触发角谐波分析

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研制了一套基于自取能光电触发10 kV高压TSC装置,通过延迟一定的触发角度实现晶闸管触发电路的自取能。但TSC与TCR不同,当存在延迟角时必然会因du_c/dt的影响引起冲击电流,造成触发脉冲的紊乱。因此,为了抑制冲击电流,在实际使用中必须配置电抗器。通过理论和仿真分析了TSC触发脉冲延迟角及电抗器与谐波含量的关系。     

大容量高压SVC装置用品闸管阀水冷管路优化设计

目前晶闸管控制或晶闸管投切型高压静止无功补偿装置（TCR／TSC型SVC）在电力系统得到广泛应用。其中由晶闸管组成的阀组因功耗大,多用水冷系统散热。     

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.     

TSC装置合闸过电压及其抑制措施

首先分析了常用的几种晶闸管投切电容器装置(TSC)的主电路,以晶闸管与二极管反并联构成的TSC无触点开关为例,分析了TSC装置合闸过程中,晶闸管阀端可能承受的过电压,并提出了采用并联MOA抑制过电压的方案。以一组工程应用的10 kV TSC装置为例,采用matlab/simulink对装置采用MOA前后的过电压水平进行了仿真分析,结果表明,采用阀端安装MOA抑制过电压的方案是可行的。     

TSC装置合闸过电压及其抑制措施

首先分析了常用的几种晶闸管投切电容器装置(TSC)的主电路,以晶闸管与二极管反并联构成的TSC无触点开关为例,分析了TSC装置合闸过程中,晶闸管阀端可能承受的过电压,并提出了采用并联MOA抑制过电压的方案。以一组工程应用的10 kV TSC装置为例,采用matlab/simulink对装置采用MOA前后的过电压水平进行了仿真分析,结果表明,采用阀端安装MOA抑制过电压的方案是可行的。     

一种用于高压换流阀晶闸管TCU的取能装置关键技术研究

在高压直流输电系统中,换流阀是高压直流输电系统的核心设备,TCU作为换流阀功率器件晶闸管的触发控制单元,对晶闸管的可靠触发起到至关重要的作用,TCU工作时需要从外部获取能量。文中提出了一种高压换流阀晶闸管TCU取能装置,能量来源于市电,采用工频隔离变压器、高压绝缘电缆及绝缘套进行高低电位隔离;分析介绍了该取能装置的设计要点、总体设计结构及原理、磁环参数计算、晶闸管TCU内部取能回路的工作原理及使用外部电源为TCU提供取能电源的电源参数;最后通过换流阀运行试验合成回路对高压换流阀晶闸管TCU的取能装置进行了试验验证,试验结果显示文中提出的取能装置能够满足高压直流晶闸管阀TCU在晶闸管常规运行、雷电冲击环境下及低电压工作工况下的取能要求。     

向—上特高压直流输电工程换流变压器充电失败分析

向家坝—上海（简称向-上）±800kV特高压直流输电工程第3阶段系统调试初期,复龙换流站极Ⅰ高端换流变压器前3次充电均未成功。文中基于换流阀阀基电子设备（VBE）在换流变压器充电后启动的自检功能及其原理,结合换流阀冷却主回路的主副水泵切换逻辑与换流变压器在充电过程中产生的励磁涌流情况,深入分析了换流变压器充电失败原因,...     

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。     

±660kV直流输电工程换流阀控制系统的工作原理及工程应用

换流阀控制系统是直流输电系统的核心设备,主要起到触发、监视和保护换流阀的功能.以宁东-山东±660 kV直流输电工程为背景,阐述了换流阀控制系统的工作原理和设计特点,并对换流阀控制系统的现场运行情况进行了介绍,着重分析了调试及试运行期间阀基电子设备出现的问题,并提出了具体的解决措施和改进建议.     

大容量高压静止无功补偿装置用晶闸管阀水冷管路优化设计

目前晶闸管控制或晶闸管投切型高压静止无功补偿装置(TCR/TSC型SVC)在电力系统得到广泛应用,其中由晶闸管组成的阀组因功耗大,多用水冷系统散热。在电压等级35 kV及以上、容量120 MVar以上的工程中,晶闸管阀组为满足高电压、大电流系统需要,将要提高晶闸管容量和串联数量,水冷散热系统也要相应增加管路器件来保证散热能力。对原有大容量晶闸管阀组水冷系统管路建立模型,通过理论计算,提出改进方法,并进行试验前后对比,达到提高装置性能并降低成本的优化目的。     

±660kV直流输电工程控制保护系统与换流阀阀基电子设备闭环试验

阀基电子设备是连接换流阀与直流控制保护设备的接口设备,它是实现对换流阀进行控制和保护的重要环节.宁东-山东±660 kV直流输电工程的直流控制保护系统和换流阀由不同设备厂家供货.为了对直流控制保护系统和换流阀接口的功能及性能进行检验,专门开展了闭环实时仿真试验工作.对试验的整体情况进行了介绍,并对试验中的关键技术问题进...     

一种冗余设计的直流输电用阀基电子设备

阀基电子设备是实现晶闸管阀触发与监测的重要设备,对换流阀的安全运行起着重要的作用。设计了一种应用于高压直流输电系统中的阀基电子设备,该设备基于"五脉冲"原理,并且具有"二选一"的冗余功能,对设计的结构和硬件原理进行了深入的分析,通过实验证明设计具有合理性和实用性,有效地确保了换流阀的稳定性。     

晶闸管结温过高跳闸分析

西北-华中联网灵宝背靠背扩建工程的额定直流电流等级是目前世界上最高的。该工程系统调试时多次出现AREVA阀基电子设备VBE"结温过高跳闸"事件。笔者分析了该事件的原因,得出该工程VBE"结温过高跳闸"事件不是换流阀冷却系统问题,而是AREVA阀基电子设备结温保护判据部分设计不合理。建议取消VBE这部分重复功能,或者调整保护定值,并对它的申请只做后台记录,而不去执行操作,作为备用。     

天广直流换流阀异常导通EMTDC仿真分析

自2014年7月以来,天广直流发生了四次换流阀异常导通事件,造成主设备过电流或过电压,严重影响天广直流安全稳定运行。为查明换流阀异常导通原因,从极控系统、VBE系统、换流阀及其组件、TE板等方面开展理论分析、现场排查、仿真分析、物理试验,成功排除了极控系统、VBE系统、换流阀及其组件导致换流阀异常导通的可能性。通过TE板BTC回路分析以及加压试验,发现了TE板在高污高湿条件下误触发晶闸管的情况。在BTC动作门槛值与TE板异常个数关系分析的基础上,开展四次换流阀异常导通事件的EMTDC仿真分析,模拟了部分TE板BTC动作门槛值降低的情况,得到了与现场故障波形高度相似的仿真波形。结果表明即使部分阀片TE板表面较为清洁,其余TE板表面积污严重,在潮湿环境下也可以导致换流阀异常导通。     

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。