CN109379066A - 一种晶闸管开关阀控*** - Google Patents

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袁江伟
周启文
王德昌
刘井密
丁峰峰
陈远俊
刘云飞
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NR Engineering Co Ltd
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    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
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Abstract

本发明公开一种晶闸管开关阀控***，所述晶闸管开关由一对反并联的晶闸管单元组成，所述阀控***包括光纤连接的晶闸管控制单元和主控单元，所述晶闸管控制单元实现晶闸管的触发和状态监测，所述主控单元根据***保护需求发送触发命令至晶闸管控制单元，并接收晶闸管控制单元发送的状态监测信号。本发明公开的晶闸管开关阀控***工作可靠、结构简单，尤其适用于中压无串联的晶闸管开关阀控***。

Description

一种晶闸管开关阀控***
技术领域
本发明属于电力电子与电力***应用领域，特别涉及一种晶闸管开关阀控***。
背景技术
随着电力电子技术的成熟和电力***发展的需要，越来越多的电力电子设备已经应用到电力***中来。晶闸管是一种电流触发型器件，能够快速导通并且具有强大的过电流能力，因此常用作电子开关。晶闸管开关导通速度快，和机械断路器相比，晶闸管的操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，以减少投切时的冲击电流和操作过电压，在中高压电力***中应用广泛。
晶闸管开关中阀组的触发和状态监测一般通过晶闸管控制单元（ThyristorControl Unit，简称TCU）实现，TCU接收触发命令并转化为电信号触发晶闸管，同时监测晶闸管状态，产生回报信号。专利201010503109.9提出了一种用于晶闸管阀组的触发及在线监测***，能够为晶闸管阀组提供一次性强脉冲触发，同时监测每只晶闸管的状态，但并未涉及晶闸管的控制与保护。专利201310196883.3提供了一种晶闸管投切电容器阀组触发***，解决了串联晶闸管阀组的触发问题，但并未涉及晶闸管的监测与控制。专利201420780753.4提出一种高电位自供电晶闸管触发***，该***适用于多级串联晶闸管阀组，需要依靠阀控单元（Valve Control Unit，简称VCU）接收主控***的触发信号，再同步发送触发命令至TCU；同时统一接收TCU产生的回报信号，经过逻辑处理后发送主控***，该***对于高压串联晶闸管阀组是适用的，但是对于很多中压应用场合，晶闸管阀组不需串联，同时要求触发***结构简单、紧凑，此时再经过VCU单元实现晶闸管开关的阀控便不合时宜。
针对中压场合的晶闸管电子开关，目前没有较简单可靠的阀控***，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种晶闸管开关阀控***，其工作可靠，结构简单，尤其适用于中压等级无串联的晶闸管开关阀控***。
为了实现上述技术目的，本发明采取的技术方案是：
一种晶闸管开关阀控***，用于对晶闸管阀组实现投切，所述的晶闸管阀组包含一个晶闸管单元，晶闸管单元由两个反并联的晶闸管组成，所述阀控***包括光纤连接的晶闸管控制单元和主控单元，主控单元接收晶闸管控制单元发回的回报信号IP和向晶闸管控制单元发送触发脉冲FP。
上述方案中，所述晶闸管控制单元实现晶闸管的触发与状态监测。
上述方案中，所述的一晶闸管触发包括正常触发和保护性触发。
上述方案中，所述的正常触发是当晶闸管两端的电压加到一定值时主控单元接收晶闸管控制单元发回的正常回报信号，并根据***保护需求向晶闸管控制单元发送触发脉冲FP。
上述方案中，所述的保护性触发是当晶闸管无法正常触发导通，发生晶闸管两端过压，此时晶闸管控制单元会通过保护性触发强制导通晶闸管，并返回保护性触发回报信号至主控单元。
上述方案中，所述主控单元根据***保护动作要求发送触发信号至晶闸管控制单元，触发晶闸管，并实时接收晶闸管状态监测信号监测晶闸管状态。
上述方案中，所述晶闸管状态包括晶闸管状态正常、晶闸管保护性触发和晶闸管回报信号丢失。
上述方案中，所述的晶闸管状态正常指每个工频周期晶闸管两端电压加到一定值时晶闸管控制单元发回正常回报信号。
上述方案中，所述的晶闸管回报信号丢失指连续n个工频周期主控单元未监测到晶闸管控制单元回报的正常回报信号，n为正整数且由具体应用确定。
上述方案中，所述晶闸管控制单元包括逻辑控制电路，以及分别与逻辑控制电路连接的接收和发送回路、门极触发电路以及晶闸管状态监测电路；所述逻辑控制电路通过门极触发电路产生触发脉冲触发晶闸管；所述接收和发送回路用于传输晶闸管阀组触发信号、晶闸管状态信号；所述晶闸管状态监测电路用于监测晶闸管的状态，并提供晶闸管状态信号给逻辑控制电路；
所述主控单元根据***保护动作要求发送触发信号至晶闸管控制单元，触发晶闸管，并实时接收晶闸管状态监测信号，监测晶闸管状态，如果监测到晶闸管状态异常，则启动后备保护动作。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明提供了一种晶闸管开关阀控***，通过晶闸管控制单元实现晶闸管的触发控制与状态监测，晶闸管控制单元还可以在晶闸管未正常触发出现过电压的时候进行保护性触发，保护晶闸管。
（2）本发明采用主控单元直接通过光纤连接晶闸管控制单元，可以很好的实现晶闸管一二次***的电气隔离。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种晶闸管开关阀控***结构图；
图2是本发明实施例提供的一种晶闸管开关阀控***正常触发示意图；
图3是本发明实施例提供的一种补脉冲触发示意图；
图4是本发明实施例提供的一种正常触发IP与保护性触发IP检测示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的阀控***进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，下述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其进行限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明实施例提供了一种晶闸管开关阀控***，包括晶闸管控制单元和主控单元。所述阀控***包括光纤连接的晶闸管控制单元和主控单元，主控单元接收晶闸管控制单元发回的回报信号IP和向晶闸管控制单元TCU发送触发脉冲FP。所述晶闸管控制单元实现晶闸管的触发与状态监测。
所述的一晶闸管触发包括正常触发和保护性触发。
所述的正常触发是当晶闸管两端的电压加到一定值时主控单元接收晶闸管控制单元发回的正常回报信号，并根据***保护需求向晶闸管控制单元发送触发脉冲FP。
所述的保护性触发是当晶闸管无法正常触发导通，发生晶闸管两端过压，此时晶闸管控制单元会通过保护性触发强制导通晶闸管，并返回保护性触发回报信号至主控单元。
所述主控单元根据***保护动作要求发送触发信号至晶闸管控制单元，触发晶闸管，并实时接收晶闸管状态监测信号监测晶闸管状态。
所述晶闸管状态包括晶闸管状态正常、晶闸管保护性触发和晶闸管回报信号丢失。
所述的晶闸管状态正常指每个工频周期晶闸管两端电压加到一定值时晶闸管控制单元发回正常回报信号。
所述的晶闸管回报信号丢失指连续n个工频周期主控单元未监测到晶闸管控制单元回报的正常回报信号，n为正整数且由具体应用确定。
所述晶闸管控制单元包括逻辑控制电路，以及分别与逻辑控制电路连接的接收和发送回路、门极触发电路以及晶闸管状态监测电路；所述逻辑控制电路通过门极触发电路产生触发脉冲触发晶闸管；所述接收和发送回路用于传输晶闸管阀组触发信号、晶闸管状态信号；所述晶闸管状态监测电路用于监测晶闸管的状态，并提供晶闸管状态信号给逻辑控制电路；
所述主控单元根据***保护动作要求发送触发信号至晶闸管控制单元，触发晶闸管，并实时接收晶闸管状态监测信号，监测晶闸管状态，如果监测到晶闸管状态异常，则启动后备保护动作。
如图1所示是本发明实施例提供的一种晶闸管开关阀控***结构图，主控单元接收TCU发回的回报信号IP和向TCU发送触发脉冲FP，其中当晶闸管两端的电压加到24V时，TCU会产生IP信号表明晶闸管已经准备完毕可以触发。图2所示是本发明实施例提供的一种晶闸管开关阀控***正常触发示意图。另外当晶闸管由于某些原因无法导通，那么将导致没有导通的晶闸管两端过压，此时TCU会通过保护性触发强制导通晶闸管，并返回IP信号。图3所示是本发明实施例提供的一种补脉冲触发示意图
在主控单元的FPGA中会通过检测IP信号发生的时间长短来判断是正常的晶闸管准备就绪信号还是保护性触发信号。
在FP产生之后开一个时间窗口PFDET，在这个时间窗口内假如再次检测到IP就认为是保护性触发。图4所示是本发明实施例提供的一种正常触发IP与保护性触发IP检测示意图。
IP信号相关的故障在主控单元应用程序中统计汇总，并根据***运行情况判断做出反应。
20us内IP再次满足时，在20us时刻补发FP，对应图3中的#1 IP/FP；
20us后IP再次满足时，立刻补发FP，对应图3中的#2,3 IP/FP。

Claims (10)

1.一种晶闸管开关阀控***，用于对晶闸管阀组实现投切，所述的晶闸管阀组包含一个晶闸管单元，晶闸管单元由两个反并联的晶闸管组成，其特征在于，所述阀控***包括光纤连接的晶闸管控制单元和主控单元，主控单元接收晶闸管控制单元发回的回报信号IP和向晶闸管控制单元发送触发脉冲FP。
2.根据权利要求1所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述晶闸管控制单元实现晶闸管的触发与状态监测。
3.根据权利要求2所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述的一晶闸管触发包括正常触发和保护性触发。
4.根据权利要求3所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述的正常触发是当晶闸管两端的电压加到一定值时主控单元接收晶闸管控制单元发回的正常回报信号，并根据***保护需求向晶闸管控制单元发送触发脉冲FP。
5.根据权利要求3所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述的保护性触发是当晶闸管无法正常触发导通，发生晶闸管两端过压，此时晶闸管控制单元会通过保护性触发强制导通晶闸管，并返回保护性触发回报信号至主控单元。
6.根据权利要求1所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述主控单元根据***保护动作要求发送触发信号至晶闸管控制单元，触发晶闸管，并实时接收晶闸管状态监测信号监测晶闸管状态。
7.根据权利要求6所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述晶闸管状态包括晶闸管状态正常、晶闸管保护性触发和晶闸管回报信号丢失。
8.如权利要求7所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述的晶闸管状态正常指每个工频周期晶闸管两端电压加到一定值时晶闸管控制单元发回正常回报信号。
9.如权利要求7所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述的晶闸管回报信号丢失指连续n个工频周期主控单元未监测到晶闸管控制单元回报的正常回报信号，n为正整数且由具体应用确定。
10.如权利要求1所述的一种晶闸管开关阀控***，其特征在于，所述晶闸管控制单元包括逻辑控制电路，以及分别与逻辑控制电路连接的接收和发送回路、门极触发电路以及晶闸管状态监测电路；所述逻辑控制电路通过门极触发电路产生触发脉冲触发晶闸管；所述接收和发送回路用于传输晶闸管阀组触发信号、晶闸管状态信号；所述晶闸管状态监测电路用于监测晶闸管的状态，并提供晶闸管状态信号给逻辑控制电路；
所述主控单元根据***保护动作要求发送触发信号至晶闸管控制单元，触发晶闸管，并实时接收晶闸管状态监测信号，监测晶闸管状态，如果监测到晶闸管状态异常，则启动后备保护动作。
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