一種換流閥晶閘管觸發監測單元制造技術

本發明專利技術涉及一種換流閥晶閘管觸發監測單元，包括：中央處理單元I以及與其連接的輔助電路I、中央處理單元II以及與其連接的輔助電路II；所述輔助電路I的電光轉換電路與中央處理單元II進行通信；控制保護系統向閥基電子設備發送觸發命令和晶閘管結溫信息，閥基電子設備根據接收到觸發命令和晶閘管結溫信息產生觸發脈沖，并送至晶閘管觸發監測單元，晶閘管觸發與監測單元產生觸發脈沖送至晶閘管門極。本發明專利技術采用雙脈沖編碼優點主動監測晶閘管，脈沖編碼簡潔。在觸發晶閘管之前，晶閘管觸發監測單元將晶閘管狀態發送給閥基電子設備，閥基電子設備判斷晶閘管為正常狀態后再觸發晶閘管，提高了換流閥觸發與監測方法的可靠性；同時具備結溫保護功能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及直流輸電領域，具體涉及一種換流閥晶閘管觸發監測單元。
技術介紹
傳統的直流換流閥晶閘管觸發與監測單元均存在被動監視、編碼復雜、無快速取能功能，同時均沒有按照結溫對過電壓保護水平進行調節的功能，智能化程度很低。
技術實現思路
針對現有技術 的不足，本專利技術的目的是提供一種換流閥晶閘管觸發監測單元，本專利技術采用雙脈沖編碼優點主動監測晶閘管，脈沖編碼簡潔。在觸發晶閘管之前，晶閘管觸發監測單元將晶閘管狀態發送給閥基電子設備，閥基電子設備判斷晶閘管為正常狀態后再觸發晶閘管，提高了換流閥觸發與監測方法的可靠性；同時具備結溫保護功能。在原有觸發監測單元的基礎上，增加晶閘管結溫保護和在線監測、診斷晶閘管級元件功能，實時在線監測和診斷晶閘管、阻尼電容、阻尼電阻和直流均壓電阻狀態，傳送給遠程控制保護系統，使遠程運行管理人員可以實時監測換流閥運行狀態，準確判斷故障點位置，精確預測換流閥過負荷能力，大大提高了直流輸電系統的智能化程度。本專利技術的目的是采用下述技術方案實現的:一種換流閥晶閘管觸發監測單元，其改進之處在于，所述觸發監測單元包括:中央處理單元I以及與其連接的輔助電路1、中央處理單元II以及與其連接的輔助電路II ;所述輔助電路I的電光轉換電路與中央處理單元II進行通信；控制保護系統向閥基電子設備發送觸發命令和晶閘管結溫信息，閥基電子設備根據接收到觸發命令和晶閘管結溫信息產生觸發脈沖，并送至晶閘管觸發監測單元，晶閘管觸發與監測單元產生觸發脈沖送至晶閘管門極。優選的，所述中央處理單元I以及與其連接的輔助電路I用于:1)取能和儲能、大容量取能和儲能(大容量儲能可以保證在沒有外部電源的情況下長時間正常工作，能滿足換流閥交流系統三相對地金屬短路故障，電壓降至0，工作電源持續時間至少為I秒);2)晶閘管觸發；3)晶閘管監測；4)信號的光電、電光轉換；5)晶閘管正向過電壓保護和dv/dt保護；6)晶閘管反向恢復保護；7)電流斷續保護；8)對觸發監測電源的監測；所述中央處理單元II以及與其連接的輔助電路II用于:1>在線監測散熱器溫度；2>在線監測和診斷阻尼電路；3>在線監測和診斷直流均壓電路；4>將在線監測和診斷的信息通過光纜發送給遠程控制保護系統；所述中央處理單元I和中央處理單元II均采用中央處理器；所述中央處理器采用低功耗數字芯片。優選的，所述輔助電路I包括TTM電源監測電路、晶閘管正向電壓監測電路、光電轉換電路、取能儲能混合電路、電源轉換電路、正向過電壓保護/dv/dt保護電路、反向恢復保護電路、觸發放大電路和電光轉換電路；所述TTM電源監測電路、晶閘管正向電壓監測電路、光電轉換電路、正向過電壓電路、反向恢復保護電路、觸發放大電路和電光轉換電路分別和中央處理單元I連接，所述取能儲能混合電路和電源轉換電路通過正向過電壓保護/dv/dt保護電路與中央處理單元I連接。較優選的，所述TTM電源監測電路實時監測其工作電源，當工作電源0-100V時復位中央處理單元I和中央處理單元II，所述TTM電源監測電路采用模擬電路搭建，包括依次進行通信的阻容電路和穩壓電路。較優選的，所述晶閘管正向電壓監測電路是用于檢測晶閘管級兩端電壓值，超過晶閘管級兩端電壓上限時，對晶閘管進行保護觸發，包括依次進行通信的測量電路和穩壓電路。較優選的，所述光電轉換電路的光接收器Recl接收遠程控制保護系統通過光纜傳輸的觸發與監測信號，所述光電轉換電路將接收的光信號轉換為電信號后輸入至中央處理單元I，中央處理單元I將電信號經過解碼后觸發晶閘管，并將晶閘管狀態、觸發監測單元狀態、光纜狀態通過電光轉換電路發送給遠程控制保護系統； 所述光電轉換電路包括光接收器Reel、與光接收器Recl分別連接的電阻Rl和電阻R2、電阻R3、電阻R4、三極管D1、電容Cl和比較器Ul ;所述電阻R3兩端分別與光接收器Recl和三極管Dl的基極連接；所述三極管Dl的集電極與電阻R4連接組成D1-R4支路，所述三極管Dl的發射機與電源VCC連接；所述D1-R4支路分別與光接收器Recl和電容Cl并聯；所述比較器Ul—端連接在D1-R4支路之間，另一端與中央處理單元I連接；所述光接收器Recl接地。較優選的，所述取能儲能混合電路避免換流閥遭受操作沖擊電壓、雷電沖擊電壓、陡波沖擊電壓時取能，為TTM晶閘管正向過電壓保護動作提供能量；所述取能儲能混合電路由模擬電路搭建，包括依次進行通信的取能電路和觸發回路。較優選的，所述電源轉換電路采用穩壓電路實現，由一個以上電壓等級的穩壓管組成。較優選的，所述正向過電壓保護/dv/dt保護電路檢測晶閘管電壓，當晶閘管電壓超過保護水平時，保護觸發晶閘管，并將保護動作信號通過電光轉換電路發送給遠程控制保護系統；所述反向恢復保護電路檢測晶閘管電壓，在晶閘管反向恢復期內晶閘管電壓超過保護水平，則保護觸發晶閘管；正向過電壓保護/dv/dt保護電路和反向恢復保護電路均由模擬器件搭建組成，多種檢測電路、觸發電路組成；所述中央處理單元I實時檢測晶閘管電壓，在晶閘管導通區間內，若晶閘管自行關斷，則自動觸發晶閘管，實現電流斷續保護。較優選的，所述電光轉換電路包括電阻R5、LED燈、并聯的支路1、支路II和支路III ;所述支路I包括串聯的電阻R7、R6和二極管Dl ;所述電阻R5與二極管Dl的基極連接；所述支路II包括串聯的電阻R8、二極管D2和電阻R9 ;所述二極管D2的基極連接在電阻R7與電阻R6之間的連接線上；所述支路III包括電源Vcc ;所述支路II和支路III均與LED燈連接；所述LED燈接地。優選的，所述輔助電路II包括散熱器溫度測量電路、晶閘管電壓測量電路、阻尼回路電流測量電路和直流均壓回路電流測量電路；所述散熱器溫度測量電路、晶閘管電壓測量電路、阻尼回路電流測量電路和直流均壓回路電流測量電路分別與中央處理單元II連接；所述中央處理單元II根據散熱器溫度測量電路的測量結果判斷晶閘管過負荷能力，將結果通過光纜傳送至遠程控制和保護設備，控制保護系統根據觸發監測單元TTM回報的信息，預測換流閥的過負荷能力；所述中央處理單元II根據晶閘管電壓測量、阻尼回路電流測量、直流均壓回路電流測量結果診斷阻尼回路和直流均壓元件狀態，將診斷結果通過光纜傳送至遠程控制保護系統，若阻尼回路和直流均壓元件出現異常，則產生報警信號，檢修人員根據故障情況的嚴重程度確定是否檢修；所述觸發監測單元對晶閘管級元件進行實時在線監測和診斷，傳送給遠程的控制和保護系統。優選的，所述晶閘管觸發監測單元建立晶閘管結溫模型，根據晶閘管的電壓、電流、熱阻、水溫參數確定晶閘管的實際溫度；當閥運行于額定電流值時，所述晶閘管結溫模型實時計算晶閘管結溫；閥基電子設備VBE將晶閘管結溫的數值通過光脈沖編碼發送給晶閘管觸發監測單元；晶閘管觸發監測單元根據晶閘管結溫調節過電壓保護水平。與現有技術比，本專利技術達到的 有益效果是:1、本專利技術采用雙脈沖編碼主要優點為主動監測晶閘管，脈沖編碼簡潔。在觸發晶閘管之前，晶閘管觸發監測單元將晶閘管狀態發送給閥基電子設備，閥基電子設備判斷晶閘管為正常狀態后再觸發晶閘管，提高了換流閥觸發與監測方法的可靠性，同時具備結溫保護功能。在原有觸發監測單元的基礎上，增加晶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述觸發監測單元包括：中央處理單元I以及與其連接的輔助電路I、中央處理單元II以及與其連接的輔助電路II；所述輔助電路I的電光轉換電路與中央處理單元II進行通信；控制保護系統向閥基電子設備發送觸發命令和晶閘管結溫信息，閥基電子設備根據接收到觸發命令和晶閘管結溫信息產生觸發脈沖，并送至晶閘管觸發監測單元，晶閘管觸發與監測單元產生觸發脈沖送至晶閘管門極。

【技術特征摘要】
1.一種換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述觸發監測單元包括:中央處理單元I以及與其連接的輔助電路1、中央處理單元II以及與其連接的輔助電路II;所述輔助電路I的電光轉換電路與中央處理單元II進行通信； 控制保護系統向閥基電子設備發送觸發命令和晶閘管結溫信息，閥基電子設備根據接收到觸發命令和晶閘管結溫信息產生觸發脈沖，并送至晶閘管觸發監測單元，晶閘管觸發與監測單元產生觸發脈沖送至晶閘管門極。2.如權利要求1所述的換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述中央處理單元I以及與其連接的輔助電路I用于:1)取能和儲能、大容量取能和儲能；2)晶閘管觸發；3)晶閘管監測；4)信號的光電、電光轉換；5)晶閘管正向過電壓保護和dv/dt保護；6)晶閘管反向恢復保護；7)電流斷續保護；8)對觸發監測電源的監測； 所述中央處理單元II以及與其連接的輔助電路II用于:1>在線監測散熱器溫度；2>在線監測和診斷阻尼電路；3>在線監測和診斷直流均壓電路；4>將在線監測和診斷的信息通過光纜發送給遠程控制保護系統； 所述中央處理單元I和中央處理單元II均采用中央處理器；所述中央處理器采用低功耗數字芯片。3.如權利要求1所述的換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述輔助電路I包括TTM電源監測電路、晶閘管正向電壓監測電路、光電轉換電路、取能儲能混合電路、電源轉換電路、正向過電壓保護/dv/dt保護電路、反向恢復保護電路、觸發放大電路和電光轉換電路；所述TTM電源監測電路、晶閘管正向電壓監測電路、光電轉換電路、正向過電壓電路、反向恢復保護電路、觸發放大電路和電光轉換電路分別和中央處理單元I連接，所述取能儲能混合電路和電源轉換電路通過正向過電壓保護/dv/dt保護電路與中央處理單元I連接。4.如權利要求3所述的換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述TTM電源監測電路實時監測其工作電 源，當工作電源O-1OOV時復位中央處理單元I和中央處理單元II，所述TTM電源監測電路采用模擬電路搭建，包括依次進行通信的阻容電路和穩壓電路。5.如權利要求3所述的換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述晶閘管正向電壓監測電路是用于檢測晶閘管級兩端電壓值，超過晶閘管級兩端電壓上限時，對晶閘管進行保護觸發，包括依次進行通信的測量電路和穩壓電路。6.如權利要求3所述的換流閥晶閘管觸發監測單元，其特征在于，所述光電轉換電路的光接收器Recl接收遠程控制保護系統通過光纜傳輸的觸發與監測信號，所述光電轉換電路將接收的光信號轉換為電信號后輸入至中央處理單元I，中央處理單元I將電信號經過解碼后觸發晶閘管，并將晶閘管狀態、觸發監測單元狀態、光纜狀態通過電光轉換電路發送給遠程控制保護系統； 所述光電轉換電路包括光接收器Reel、與光接收器Recl分別連接的電阻Rl和電阻R2、電阻R3、電阻R4、三極管D1、電容Cl和比較器Ul ;所述電阻R3兩端分別與光接收器Recl和三極管Dl的基極連接；所述三極管Dl的集電極與電阻R4連接組成D1-R4支路，所述三極管Dl的發射機與電源VCC連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯廣福，林志光，王華鋒，周亮，劉寧，鄭林，王斌澤，
申請(專利權)人：國網智能電網研究院，中電普瑞電力工程有限公司，山東電力集團公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：