專利名稱：低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，該裝置應(yīng)用在風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站低電壓穿越系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
對(duì)于風(fēng)電裝機(jī)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)容量占其他電源總?cè)萘勘壤笥?%的省(區(qū)域)級(jí)電網(wǎng)，該電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)具有低電壓穿越能力。對(duì)于電網(wǎng)發(fā)生不同類型故障的情況，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)或光伏電 站并網(wǎng)點(diǎn)低電壓穿越的要求如下a)風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)必須具有在電壓跌至20%額定電壓時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行620ms的低電壓穿越能力；b)風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后3s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)必須保持并網(wǎng)運(yùn)行；c)風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)升壓變高壓側(cè)電壓不低于額定電壓的90%時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)必須不間斷并網(wǎng)運(yùn)行。根據(jù)以上要求，在低電壓穿越系統(tǒng)中需要一個(gè)高速電力電子開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)的兩側(cè)并一個(gè)電阻，當(dāng)高壓電網(wǎng)對(duì)地短路時(shí)，低壓穿越高速開(kāi)關(guān)關(guān)閉，通過(guò)電阻實(shí)現(xiàn)低壓穿越。晶閘管開(kāi)關(guān)是目前應(yīng)用最為廣泛的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)的功能，提高風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的連續(xù)性。通常晶閘管開(kāi)關(guān)采用光電脈沖觸發(fā)裝置，每個(gè)晶閘管放置一個(gè)觸發(fā)板，觸發(fā)板因晶閘管全導(dǎo)通采用電流取能，需要安裝電流互感器，使開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜；同時(shí)觸發(fā)裝置放到高壓區(qū)，輸出脈沖為頻率低、脈沖寬度窄，降低了晶閘管觸發(fā)的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，該裝置設(shè)置在低壓區(qū)的脈沖柜中，輸出頻率高、寬度寬的脈沖，通過(guò)脈沖電纜送到每個(gè)晶閘管的控制極，無(wú)需取能，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便，提高了晶閘管觸發(fā)可靠性，大大減少了線路板的數(shù)量，從而降低了成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，該裝置包括A相脈沖形成輸出單元、B相脈沖形成輸出單元、C相脈沖形成輸出單元和脈沖形成輸出總線板，每相脈沖形成輸出單元由脈沖形成板和脈沖輸出板組成，所有脈沖形成板和脈沖輸出板都插接到脈沖形成輸出總線板上，脈沖形成板與脈沖輸出板通過(guò)脈沖形成輸出總線板傳輸脈沖控制信號(hào)、逆變控制信號(hào)和強(qiáng)觸發(fā)信號(hào)，脈沖形成板通過(guò)光纖與控制柜連接，脈沖輸出板通過(guò)脈沖電纜與閥組相連。 所述的脈沖形成板包括光電轉(zhuǎn)換電路、脈沖放大電路、前沿脈沖控制電路、振蕩電路、脈沖控制電路、逆變電源控制電路、脈沖檢測(cè)電路、回報(bào)檢測(cè)電路和電光轉(zhuǎn)換電路，觸發(fā)脈沖(接收)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)脈沖放大電路產(chǎn)生的信號(hào)送到前沿脈沖控制電路和振蕩電路，由前沿脈沖控制電路產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)，強(qiáng)觸發(fā)脈沖經(jīng)脈沖檢測(cè)電路送到脈沖控制電路輸出三組脈沖信號(hào)振蕩電路控制信號(hào)、振蕩電源控制信號(hào)和逆變電源控制信號(hào)，通過(guò)逆變電源控制電路和振蕩電路形成逆變控制信號(hào)，同時(shí)強(qiáng)觸發(fā)脈沖經(jīng)過(guò)回報(bào)檢測(cè)電路和電光轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生回報(bào)脈沖(反饋)。所述的脈沖輸出板包括前沿脈沖形成電路、高壓脈沖電源、脈沖封鎖電路、脈沖匹配電路和逆變電路，脈沖控制信號(hào)在高壓脈沖電源、脈沖封鎖電路和逆變電路的控制下，經(jīng)過(guò)前沿脈沖形成電路形成強(qiáng)觸發(fā)脈沖，經(jīng)脈沖匹配電路，輸出觸發(fā)脈沖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是I)輸出頻率高，脈沖寬度寬的脈沖，提高了晶閘管觸發(fā)可靠性，來(lái)滿足低電壓穿越系統(tǒng)的要求。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或擾動(dòng)，機(jī)組出口電壓跌落處于額定電壓的20 9Γ90%區(qū)間時(shí)，機(jī)組需通過(guò)向電網(wǎng)注入無(wú)功電流支撐電網(wǎng)電壓，通過(guò)控制系統(tǒng)控制低壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，使動(dòng)態(tài)無(wú)功控制系統(tǒng)在電壓跌落出現(xiàn)后的30ms內(nèi)響應(yīng)，并能持續(xù)300ms的時(shí)間。2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小低壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置放在低壓區(qū)，不需要電流互感器進(jìn)行電流取能，只通過(guò)三根脈沖電纜來(lái)觸發(fā)晶閘管，簡(jiǎn)化了低壓穿越高速開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)占地面積小。3)安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便低壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置替代了每個(gè)晶閘管的觸發(fā)板，這樣給系統(tǒng)的安裝帶來(lái)了很大的方便，大大降低了成本，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。4)具有較高的工作穩(wěn)定性和可靠性,使用壽命長(zhǎng)；節(jié)省了空間。

圖I是本實(shí)用新型的原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型的脈沖形成板電路原理框圖。圖3是本實(shí)用新型的脈沖輸出板電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，該裝置包括A相脈沖形成輸出單元、B相脈沖形成輸出單元、C相脈沖形成輸出單元和脈沖形成輸出總線板，每相脈沖形成輸出單元由脈沖形成板和脈沖輸出板組成，所有脈沖形成板和脈沖輸出板都插接到脈沖形成輸出總線板上，脈沖形成板與脈沖輸出板通過(guò)脈沖形成輸出總線板傳輸脈沖控制信號(hào)、逆變控制信號(hào)和強(qiáng)觸發(fā)信號(hào)，脈沖形成板通過(guò)光纖與控制柜連接，脈沖輸出板通過(guò)脈沖電纜A、脈沖電纜B和脈沖電纜C分別與A相閥組、B相閥組和C相閥組相連。低壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置設(shè)置在脈沖柜內(nèi)，是連接控制柜和功率單元的紐帶，控制柜輸出的A相觸發(fā)脈沖、B相觸發(fā)脈沖、C相觸發(fā)脈沖，依次通過(guò)光纖連接到低壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置中的脈沖形成板上的接收光頭HRl上，接收控制柜發(fā)來(lái)的觸發(fā)脈沖；低壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置中的A相回報(bào)脈沖、B相回報(bào)脈沖、C相回報(bào)脈沖，經(jīng)脈沖形成板上的發(fā)射光頭HTl及光纖反饋到控制柜，由控制柜進(jìn)行整體控制。見(jiàn)圖2，所述的脈沖形成板包括光電轉(zhuǎn)換電路、脈沖放大電路、前沿脈沖控制電路、振蕩電路、脈沖控制電路、逆變電源控制電路、脈沖檢測(cè)電路、回報(bào)檢測(cè)電路和電光轉(zhuǎn)換電路，觸發(fā)脈沖(接收)接收來(lái)自控制系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)脈沖放大電路產(chǎn)生的信號(hào)送到前沿脈沖控制電路和振蕩電路，由前沿脈沖控制電路產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)，強(qiáng)觸發(fā)脈沖經(jīng)脈沖檢測(cè)電路送到脈沖控制電路輸出三組脈沖信號(hào)振蕩電路控制信號(hào)、振蕩電源控制信號(hào)和逆變電源控制信號(hào)，通過(guò)逆變電源控制電路和振蕩電路形成逆變控制信號(hào)，同時(shí)強(qiáng)觸發(fā)脈沖經(jīng)過(guò)回報(bào)檢測(cè)電路和電光轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生回報(bào)脈沖(反饋)，反饋給控制系統(tǒng)。見(jiàn)圖3，所述的脈沖輸出板包括前沿脈沖形成電路、高壓脈沖電源、脈沖封鎖電路、脈沖匹配電路和逆變電路，脈沖控制信號(hào)在高壓脈沖電源、脈沖封鎖電 路和逆變電路的控制下，經(jīng)過(guò)前沿脈沖形成電路形成強(qiáng)觸發(fā)脈沖，經(jīng)脈沖匹配電路，輸出觸發(fā)脈沖。本實(shí)用新型位于低壓區(qū)的脈沖柜內(nèi)，為了滿足低電壓穿越系統(tǒng)的要求，輸出頻率高、寬度寬的脈沖，通過(guò)脈沖電纜送到每個(gè)晶閘管的控制極，無(wú)需取能，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便，提高了晶閘管觸發(fā)可靠性。
權(quán)利要求1.低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，其特征在于，該裝置包括A相脈沖形成輸出單元、B相脈沖形成輸出單元、C相脈沖形成輸出單元和脈沖形成輸出總線板，每相脈沖形成輸出單元由脈沖形成板和脈沖輸出板組成，所有脈沖形成板和脈沖輸出板都插接到脈沖形成輸出總線板上，脈沖形成板與脈沖輸出板通過(guò)脈沖形成輸出總線板傳輸脈沖控制信號(hào)、逆變控制信號(hào)和強(qiáng)觸發(fā)信號(hào)，脈沖形成板通過(guò)光纖與控制柜連接，脈沖輸出板通過(guò)脈沖電纜與閥組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，其特征在于，所述的脈沖形成板包括光電轉(zhuǎn)換電路、脈沖放大電路、前沿脈沖控制電路、振蕩電路、脈沖控制電路、逆變電源控制電路、脈沖檢測(cè)電路、回報(bào)檢測(cè)電路和電光轉(zhuǎn)換電路，觸發(fā)脈沖經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)脈沖放大電路產(chǎn)生的信號(hào)送到前沿脈沖控制電路和振蕩電路，由前沿脈沖控制電路產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)，強(qiáng)觸發(fā)脈沖經(jīng)脈沖檢測(cè)電路送到脈沖控制電路輸出三組脈沖信號(hào)振蕩電路控制信號(hào)、振蕩電源控制信號(hào)和逆變電源控制信號(hào)，通過(guò)逆變電源控制電路和振蕩電路形成逆變控制信號(hào)，同時(shí)強(qiáng)觸發(fā)脈沖經(jīng)過(guò)回報(bào)檢測(cè)電路和電光轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生反饋脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，其特征在于，所述的脈沖輸出板包括前沿脈沖形成電路、高壓脈沖電源、脈沖封鎖電路、脈沖匹配電路和逆變電路，脈沖控制信號(hào)在高壓脈沖電源、脈沖封鎖電路和逆變電路的控制下，經(jīng)過(guò)前沿脈沖形成電路形成強(qiáng)觸發(fā)脈沖，經(jīng)脈沖匹配電路，輸出觸發(fā)脈沖。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低電壓穿越晶閘管高速開(kāi)關(guān)脈沖觸發(fā)裝置，該裝置用來(lái)連接控制柜及功率單元，并起到脈沖形成輸出的作用，它包括三相脈沖形成輸出單元和脈沖形成輸出總線板，每相脈沖形成輸出單元由脈沖形成板和脈沖輸出板組成，脈沖形成板與脈沖輸出板通過(guò)脈沖形成輸出總線板傳輸脈沖控制信號(hào)、逆變控制信號(hào)和強(qiáng)觸發(fā)信號(hào)，脈沖形成板通過(guò)光纖與控制柜連接，脈沖輸出板通過(guò)脈沖電纜與閥組相連。該裝置具有觸發(fā)頻率高，輸出脈沖寬度寬的特點(diǎn)，位于脈沖柜內(nèi)，替代了原有的光電轉(zhuǎn)換單元、脈沖匹配單元和脈沖形成單元，這樣給系統(tǒng)的安裝帶來(lái)了很大的方便，大大降低了成本，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H02M1/088GK202616979SQ20122023560
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者司明起, 劉國(guó)恩, 李金鴻, 杜純鋼, 胡建華 申請(qǐng)人:榮信電力電子股份有限公司