一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元

《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》是中國西電電氣股份有限公司於2013年6月28日申請的發明專利，該專利的申請號為2013203829811，公告號為CN203311294U，公告日為2013年11月27日，發明人是崔斌、王瀟。

《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》包括檢測晶閘管兩端電壓的電壓檢測電路、與電壓檢測電路相連的CPLD，以及供特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元工作的取能電路，所述取能電路來自晶閘管兩端的電壓，所述取能電路的輸出端通過電壓轉換電路連線在電源電路的輸入端，所述電源電路的輸出端通過分壓電路為不同電路提供工作電壓。該實用新型通過晶閘管兩端電壓取能，不需要對控制板再外加電源，經過RC取能電路之後，將高壓轉化為控制電路所需電壓並送到電源電路內，再由不同分壓電路將電源電壓進行分壓，為不同的電路提供正常工作電壓。

2014年11月6日，《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元
• 公告號：CN203311294U
• 公告日：2013年11月27日
• 申請號：2013203829811
• 申請日：2013年6月28日
• 專利權人：中國西電電氣股份有限公司
• 地址：陝西省西安市唐興路7號
• 發明人：崔斌、王瀟
• 分類號：G05F1/56（2006.01）I
• 代理機構：西安通大專利代理有限責任公司
• 類別：實用新型專利
• 代理人：徐文權

專利背景

截至2013年6月，晶閘管電子控制單元，其正常工作的電壓均是由外加電源提供，因此，整個控制板結構複雜，且不方便攜帶。

發明內容

專利目的

《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》提供了一種晶閘管電子控制單元，不需要外加電源即可為整個電路提供正常工作電壓。

技術方案

一種晶閘管電子控制單元，包括檢測晶閘管兩端電壓的電壓檢測電路、與電壓檢測電路相連的CPLD，以及供特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元工作的取能電路，所述取能電路來自晶閘管兩端的電壓，所述取能電路的輸出端通過電壓轉換電路連線在電源電路的輸入端，所述電源電路的輸出端通過分壓電路為不同電路提供工作電壓。

作為該實用新型的優選實施例，晶閘管兩端連線有電壓上升率監測電路，避免晶閘管兩端的電壓變化率有異常時導致晶閘管被擊穿。

作為該實用新型的優選實施例，所述控制單元進一步包括有過電壓保護電路，防止晶閘管在觸髮狀態下有餘電壓過高導致晶閘管被擊穿。

作為該實用新型的優選實施例，所述特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元通過光接收信號與邏輯器件連線，所述邏輯器件與晶閘管輸入端相連。

改善效果

與2013年6月前已有技術相比，《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》控制系統至少具有以下優點：該實用新型通過晶閘管兩端電壓取能，不需要對控制板再外加電源，經過RC取能電路之後，將高壓轉化為控制電路所需電壓並送到電源電路內，再由不同分壓電路將電源電壓進行分壓，為不同的電路提供正常工作電壓。

附圖說明

圖1為《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》控制單元的邏輯框圖。

圖2為該實用新型控制單元的電路框圖。

權利要求

1.《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》其特徵在於：包括檢測晶閘管兩端電壓的電壓檢測電路、與電壓檢測電路相連的CPLD，以及供特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元工作的取能電路，所述取能電路來自晶閘管兩端的電壓，所述取能電路的輸出端通過電壓轉換電路連線在電源電路的輸入端，所述電源電路的輸出端通過分壓電路為不同電路提供工作電壓。

2.如權利要求1所述的一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元，其特徵在於：晶閘管兩端連線有電壓上升率監測電路，避免晶閘管兩端的電壓變化率有異常時導致晶閘管被擊穿。

3.如權利要求1所述的一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元，其特徵在於：所述控制單元進一步包括有過電壓保護電路，防止晶閘管在觸髮狀態下有餘電壓過高導致晶閘管被擊穿。

4.如權利要求1所述的一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元，其特徵在於：所述特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元通過光接收信號與邏輯器件連線，所述邏輯器件與晶閘管輸入端相連。

實施方式

參閱圖1和圖2所示，一種回響觸發信號來對晶閘管進行正常觸發、監測、保護所使用的控制電路，包括：取能電路、電源電路、電壓監測電路、過電壓保護電路（BOD）、電壓上升率監測電路（dv/dt）、光發射和接收電路、CPLD電路。所述晶閘管電子控制單元的電源由取能電路提供，所述取能電路的輸入端連線在晶閘管兩端（即取能電路來自晶閘管兩端的電壓），取能電路的輸出端通過電壓轉換電路連線在電源電路的輸入端，所述電源電路的輸出端通過分壓電路為不同電路提供工作電壓。

該實用新型通過晶閘管兩端電壓取能，再經過電源電路為控制板提供正常工作時所需的電壓和電流。通過光接收信號並經過邏輯器件的處理，給晶閘管傳送觸發信號並提供保護與監測功能。

該實用新型對ETT電控晶閘管進行觸發、監測、保護功能的控制電路。在晶閘管工作時，控制單元TEU會持續監測晶閘管兩端電壓值，電壓變化率，並在合適的時間給晶閘管傳送觸發脈衝來觸發晶閘管。該實用新型晶閘管控制板，功能更加全面，觸發時間更加準確。

該實用新型使用晶閘管兩端電壓進行取能便可以正常工作，不需要對控制板再外加電源。經過RC取能電路之後，將高壓轉化為控制電路所需電壓並送到電源電路內，再由不同分壓電路將電源電壓進行分壓，為不同的電路提供正常工作電壓。

當晶閘管兩端電壓達到一定值時，此時VBE會給TEU一個脈衝信號，說明晶閘管處於觸髮狀態下。經過CPLD分析晶閘管所處狀態以及VBE所傳送的信號，TEU會將傳送觸發信號給晶閘管進行正常導通。如果晶閘管在觸髮狀態下電壓過高，過電壓保護電路（BOD）將會導通，此時TEU將會直接傳送觸發信號給晶閘管並使其導通，從而防止晶閘管被擊穿，並傳送回報信號給VBE。

觸髮狀態結束時，VBE會給TEU一個脈衝信號，說明晶閘管處於關斷狀態。此時TEU監測晶閘管兩端電壓如果低於一定值時，TEU將會給VBE傳送負電壓回報信號。

晶閘管導通完成恢復正常狀態的時刻，稱為反向恢復期，此時晶閘管對兩端電壓的變化率非常敏感。此時電壓變化率（dv/dt）稍有突變，晶閘管便會被擊穿。在反向恢復期內，TEU如果監測到電壓上升率（dv/dt）異常，經過CPLD分析，將會給晶閘管傳送觸發脈衝觸發晶閘管防止其被擊穿,並傳送回報信號給VBE。

反向恢復期結束之後，晶閘管處於狀態監測時刻，此時TEU將會傳送查詢回報給VBE。

TEU每次接收到VBE所發出的信號之後，經過CPLD的處理，根據不同時刻晶閘管所處的不同狀態，產生相應的觸發、保護及回報信號。由於信號由邏輯器件產生，所以信號幅值、時間更加準確，功能更加全面。

榮譽表彰

2014年11月6日，《一種特高壓直流輸電換流閥用晶閘管控制單元》獲得第十六屆中國專利優秀獎。