專利名稱：一種新型直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電力領(lǐng)域和直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種新型直流換流閥晶閘管 觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路。
背景技術(shù)：
隨著電力電子器件的發(fā)展和光電技術(shù)的成熟，晶閘管閥觸發(fā)也經(jīng)歷了巨大的發(fā) 展。直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元工作時需要一定的電能，初期的晶閘管閥觸發(fā)幾乎 采用低壓側(cè)送能方式。低壓側(cè)送能可以分為電磁送能和光電送能。電磁送能用低壓側(cè)的電源經(jīng)過脈沖變 壓器隔離，經(jīng)過晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元整流得到電源電壓，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成工作所需的電壓。 一般情況下，換流閥電壓等級很高，脈沖變壓器需要隔離閥體的高電位與低壓側(cè)電源的低 電位，實現(xiàn)起來很困難。光電送能雖然避免了上述缺點，但是目前造價過高。本設(shè)計采用晶 閘管端電壓取能的方式獲得直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元能量，簡單可靠。目前國內(nèi) 外還沒有類似的技術(shù)專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元在高位長期不間斷工作，工作電源 不能采用市電供電或者電池供電，其工作電源采用就地取能方式獲得電源供電。本發(fā)明設(shè) 計了一種新型的取能和大容量儲能電路，解決了換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元工作電源問 題。換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元實現(xiàn)晶閘管觸發(fā)和狀態(tài)監(jiān)測，采用就地取能方式獲 得電源供電。晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元電源回路通過晶閘管級RC阻尼回路在晶閘管斷態(tài)時 進(jìn)行取能，如附圖1所示。本發(fā)明的一種新型直流換流閥晶間管觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路，包括穩(wěn)壓 管D1、穩(wěn)壓管D2、穩(wěn)壓管D3、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電感Li、電阻R1、電阻R2、 晶閘管T、晶閘管Tl和充電控制電路，所述電容C4、電阻R2串聯(lián)后與后級電路串聯(lián)，其組成 的電路并聯(lián)在晶閘管T的陽極和陰極；穩(wěn)壓管Dl與電阻Rl串聯(lián)，其公共端連接到晶閘管Tl 的門極，晶閘管Tl的陽極與穩(wěn)壓管Dl連接，晶閘管Tl的陰極與晶閘管T的陰極連接；穩(wěn)壓 管D2與晶閘管Tl的陽極連接，穩(wěn)壓管D2的陰極與電感Li、電容Cl連接，電感Ll另一端與 電容C2、電容C3的充電控制電路、穩(wěn)壓管D3的陰極連接，控制電路的另一端與電容C3連 接，其公共端與穩(wěn)壓管D3的陽極連接；電容Cl、電容C2、電容C3的另一端都連接到晶閘管 T的陰極；電容C3為整個電路提供工作電源。1、一種新型直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路，包括穩(wěn)壓管D1、 穩(wěn)壓管D2、穩(wěn)壓管D3、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電感Li、電阻R1、電阻R2、晶閘管 T、晶閘管Tl和充電控制電路，其特征在于所述電容C4、電阻R2串聯(lián)后與后級電路串聯(lián)，其組成的電路并聯(lián)在晶閘管T的陽極和陰極；穩(wěn)壓管Dl與電阻Rl串聯(lián)，其公共端連接到晶 閘管Tl的門極，晶閘管Tl的陽極與穩(wěn)壓管Dl連接，晶閘管Tl的陰極與晶閘管T的陰極連 接；穩(wěn)壓管D2與晶閘管Tl的陽極連接，穩(wěn)壓管D2的陰極與電感Li、電容Cl連接，電感Ll 另一端與電容C2、電容C3的充電控制電路、穩(wěn)壓管D3的陰極連接，控制電路的另一端與電 容C3連接，其公共端與穩(wěn)壓管D3的陽極連接；電容Cl、電容C2、電容C3的另一端都連接到 晶閘管T的陰極；電容C3為整個電路提供工作電源。其中，所述取能電路儲能足夠以后，在閥端沒有任何電壓的情況下，仍能夠保證晶 閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元正常工作0. 4秒以上，所述電容C2、電容C3和電容C4為儲能電容，當(dāng) 電容C2、電容C3、電容C4達(dá)到目標(biāo)值后，穩(wěn)壓管Dl導(dǎo)通，觸發(fā)晶閘管Tl ；利用大電容儲能，電容持續(xù)放電電流如公式1 :i = C與……公式1
dt無論換流閥以整流模式還是以逆變模式運行，當(dāng)交流系統(tǒng)故障引起換流站交流母 線電壓降低到0時，所有晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元中的儲能裝置都仍具有足夠的能量持續(xù)向 晶閘管元件提供觸發(fā)脈沖，使換流閥可以安全導(dǎo)通，而不會出現(xiàn)因儲能電路需要充電而造 成恢復(fù)延緩；在換流閥電壓持續(xù)為0的規(guī)定時間內(nèi)，儲能電容放電電流必須維持不變，儲能電 容電壓不能低于晶閘管最低觸發(fā)電壓；由此得到放電電流i，電容允許的電壓降dv，放電持 續(xù)時間dt ；根據(jù)公式1得到，儲能電容值，如公式2
本發(fā)明介紹的取能電路儲能足夠以后，在閥端沒有任何電壓的情況下，仍能夠保 證晶間管觸發(fā)與監(jiān)測單元正常工作0.4秒以上。無論換流閥以整流模式還是以逆變模式運 行，當(dāng)交流系統(tǒng)故障引起換流站交流母線電壓降低到相應(yīng)幅值并持續(xù)對應(yīng)時間，所有晶閘 管觸發(fā)與監(jiān)測單元中的儲能裝置都仍具有足夠的能量持續(xù)向晶間管元件提供觸發(fā)脈沖，使 換流閥可以安全導(dǎo)通，而不會出現(xiàn)因儲能電路需要充電而造成恢復(fù)延緩。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是1、采用就地取能方式，避免了高低電位隔離的問題。2、取能電路在閥端沒有任何電壓的情況下，仍能夠保證晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元正 常工作0.4秒以上，可靠性很高。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容被更清楚的理解，并便于具體實施方式
的描述，下面給出與 本發(fā)明相關(guān)的

如下圖1示出了晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元電源回路圖。
具體實施例方式直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元采用阻尼回路取能，見技術(shù)附圖1。所取得的能 量供直流換流閥晶間管觸發(fā)與監(jiān)測單元的觸發(fā)放大電路、直流換流閥晶間管觸發(fā)與監(jiān)測單元邏輯電路、回報信號回路和光電轉(zhuǎn)換回路等工作。本發(fā)明介紹的一種新型直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路，包括 以下元件和電路D1、D2、D3、C1、C2、C3、C4、L1、R1、R2、T、T1、充電控制電路，C4、R2串聯(lián)后 與后級電路串聯(lián)，其組成的電路并聯(lián)在晶閘管T的陽極和陰極。穩(wěn)壓管Dl與電阻Rl串聯(lián)， 其公共端連接到晶閘管Tl的門極，Tl的陽極與穩(wěn)壓管Dl連接，Tl的陰極與晶閘管T的陰 極連接。二極管D2與Tl的陽極連接，D2的陰極與電感Li、電容Cl連接，Ll另一端與電容 C2、C3的充電控制電路、D3的陰極連接，控制電路的另一端與電容C3連接，其公共端與D3 的陽極連接。C1、C2、C3的另一端都連接到晶閘管T的陰極。電容C3為電路板提供工作電 源。本發(fā)明介紹的取能電路儲能足夠以后，在閥端沒有任何電壓的情況下，仍能夠保 證晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元正常工作0.4秒以上。大大超出了設(shè)計要求。技術(shù)附圖1中電容 C2、C3、C4為儲能電容，當(dāng)C2、C3、C4電容達(dá)到目標(biāo)值后，穩(wěn)壓管Dl導(dǎo)通，觸發(fā)晶閘管Tl。利用大電容儲能，電容持續(xù)放電電流如公式1 i = C與……公式1
dt 無論換流閥以整流模式還是以逆變模式運行，當(dāng)交流系統(tǒng)故障引起換流站交流母 線電壓降低到0時，所有晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元中的儲能裝置都仍具有足夠的能量持續(xù)向 晶閘管元件提供觸發(fā)脈沖，使換流閥可以安全導(dǎo)通，而不會出現(xiàn)因儲能電路需要充電而造 成恢復(fù)延緩。所以在換流閥電壓持續(xù)為0的規(guī)定時間內(nèi)，儲能電容放電電流必須維持不變，儲 能電容電壓不能低于晶閘管最低觸發(fā)電壓。由此得到放電電流i，電容允許的電壓降dv，放 電持續(xù)時間dt。根據(jù)公式1得到，儲能電容值，如公式2 C = i與……公式2
αν采用本方法設(shè)計儲能電容值，確保所取的能量完全滿足要求。上面通過特別的實施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識到變型 和可選的實施例的多種可能性，例如，通過組合和/或改變單個實施例的特征。因此，可以 理解的是這些變型和可選的實施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍僅僅被附上 的專利權(quán)利要求書及其同等物限制。
權(quán)利要求
1.一種新型直流換流閥晶間管觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路，包括穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓 管D2、穩(wěn)壓管D3、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電感Li、電阻R1、電阻R2、晶閘管T、晶 閘管Tl和充電控制電路，其特征在于所述電容C4、電阻R2串聯(lián)后與后級電路串聯(lián)，其組成 的電路并聯(lián)在晶閘管T的陽極和陰極；穩(wěn)壓管Dl與電阻Rl串聯(lián)，其公共端連接到晶閘管Tl 的門極，晶閘管Tl的陽極與穩(wěn)壓管Dl連接，晶閘管Tl的陰極與晶閘管T的陰極連接；穩(wěn)壓 管D2與晶閘管Tl的陽極連接，穩(wěn)壓管D2的陰極與電感Li、電容Cl連接，電感Ll另一端與 電容C2、電容C3的充電控制電路、穩(wěn)壓管D3的陰極連接，控制電路的另一端與電容C3連 接，其公共端與穩(wěn)壓管D3的陽極連接；電容Cl、電容C2、電容C3的另一端都連接到晶閘管 T的陰極；電容C3為整個電路提供工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述取能電路儲能足夠以后，在閥端沒有任 何電壓的情況下，仍能夠保證晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元正常工作0. 4秒以上，所述電容C2、電 容C3和電容C4為儲能電容，當(dāng)電容C2、電容C3、電容C4達(dá)到目標(biāo)值后，穩(wěn)壓管Dl導(dǎo)通，觸 發(fā)晶閘管Tl ；利用大電容儲能，電容持續(xù)放電電流如公式1
全文摘要
本發(fā)明屬于電子電力領(lǐng)域和直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種新型直流換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元大容量取能電路。包括穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管D2、穩(wěn)壓管D3、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電感L1、電阻R1、電阻R2、晶閘管T、晶閘管T1和充電控制電路。本發(fā)明的取能和大容量儲能電路，解決了換流閥晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元工作電源問題。
文檔編號H02M1/08GK102005906SQ20101028172
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者查鯤鵬, 溫家良, 王華鋒 申請人:中國電力科學(xué)研究院