[发明专利]一种故障电流限制器晶闸管电子板

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种故障电流限制器晶闸管电子板。

背景技术

随着电力电子器件的发展和光电技术的成熟，晶闸管阀触发与在线监测系统也经历了巨大的发展。初期的晶闸管阀触发与监测几乎采用电磁方式。即地电位设备将触发信号通过脉冲变压器直接施加到晶闸管门极，进行触发晶闸管。地电位设备和高电位设备之间的电气隔离设备是脉冲变压器。

由于这种方式采用脉冲变压器来实现高、低电位隔离和信号传递，它具有下面一些不可避免的缺点：(1)脉冲变压器回路中的漏感将使触发脉冲上升沿陡度大大下降，特别是当电压等级较高时，为了保证脉冲变压器具有足够的绝缘能力，原、副边的漏抗将大大增大，进一步造成触发脉冲前沿陡度下降，这对高压阀中晶闸管串的同时触发是极为不利的。(2)脉冲变压器原、副边的分布电容形成了高频干扰通道，阀换相或雷电冲击时，容易引起误触发，因而其抗干扰能力差。(3)在电压等级很高时，电磁触发方式很难准确地将监测信号传递到低电位，因而难以实现晶闸管的在线监测。

正是由于电磁触发系统不可克服的缺点促使了一种新的晶闸管触发与在线监测方法——光电触发与监测方法的诞生，地电位侧采用阀基电子设备VBE发送触发和监测脉冲编码，高电位侧采用晶闸管电子板TE进行编码和解码，通过高压光缆传输阀基电子设备VBE和晶闸管电子板TE的触发和监测编码信号，实现对晶闸管阀的触发和在线监测。它具有电磁触发系统不可比拟的优点：(1)系统使用光纤实现高、低电位隔离和信号传输，容易实现高压晶闸管的在线监测；(2)系统具有理想的电磁抗干扰性能，利于高压阀和系统的安全运行；(3)光电器件的频率响应较高，能获得分散性小、前沿陡的光信号，进而产生分散性小、前沿陡的门极触发脉冲，有利于串联晶闸管的同时触发。

发明内容

本发明提出了一种故障电流限制器晶闸管电子板。故障电流限制器(Fault CurrentLimiter，缩写为FCL)原理如技术附图1所示，主要由电抗器L、电容器C及快速旁路开关K(可采用如晶闸管、火花间隙、快速机械开关等类型的开关或其组合)组成。本故障电流限制器快速旁路开关K采用晶闸管，晶闸管电子板TE实现晶闸管触发与在线监测，是故障电流限制器核心部件之一。

故障电流限制器晶闸管阀触发与在线监测处于控制系统的最底层。晶闸管电子板TE安装在阀体上，属于晶闸管级的一部分。下面，简单介绍故障电流限制器晶闸管阀触发与在线监测系统的原理和构成。附图2给出了故障电流限制器晶闸管阀触发与在线监测原理框图。如图所示，故障电流限制器晶闸管阀触发与在线监测系统一般由晶闸管电子板TE、阀基电子设备VBE、光电信号转换及光信号传输系统等构成。

晶闸管电子板TE主要功能为：

接收阀基电子设备VBE发送的光触发和监测脉冲编码，经过晶闸管电子板TE光电转换后进行解码，晶闸管电子板TE根据阀基电子设备VBE命令触发晶闸管以及将晶闸管状态、晶闸管电子板TE自身电源状态、晶闸管保护动作信号进行编码，经过电光转换后发送给阀基电子设备VBE。

晶闸管阀处于高电位，电压等级为500kV，其所处电磁环境比较恶劣，一方面主电路的大电流、高场强会对晶闸管电子板TE造成较大的电磁干扰，另一方面，晶闸管阀快速开关过程也会产生大量的强电磁干扰，因此必须解决晶闸管电子板TE的抗干扰设计问题；

晶闸管电子板TE工作时需要一定的电能，晶闸管电子板TE处于500kV的高电位，电磁送能十分困难，采用晶闸管端电压取能和电流取能获得晶闸管电子板TE能量。故障电流限制器要求线路电流很小时，晶闸管电子板TE所取得的能量能够满足触发晶闸管需要，晶闸管阀在触发阶段，两端电压几乎为零，此时无法用电压取能，采用晶闸管流过的短路电流取能。降低功耗能够使晶闸管电子板TE取能更好地满足上述要求。