[发明专利]可控金属氧化物避雷器晶闸管开关的测量控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属氧化物避雷器技术，尤其涉及一种可控金属氧化物 避雷器晶闸管开关的测量控制装置。

背景技术

晶闸管(SCR)从本世纪50年代末诞生至今，器件的性能和容量 得到了飞速发展。目前，商用器件的最高不重复峰值电压已达到 8500V，最大通态平均电流已达到5200A。然而，与装置所需的容量相 比，单只器件的容量还远远满足不了要求。因此，在实际的高电压、大 容量电力电子装置中，晶闸管通常多只串、并联使用，组成晶闸管开 关。为了保证晶闸管开关能够在设定阈值处准确导通，需要有一套完善 的电气测量与触发控制系统。

晶闸管开关测量系统的主要功能是实时监测晶闸管开关的状态，并 把状态信号送回到控制系统进行综合处理。控制系统将接收到的状态信 号和设定触发条件进行比较，当条件满足时，向触发系统发触发命令。 触发系统随即给晶闸管开关门极提供一个适当的触发电流，使串联晶闸 管开关可靠导通。

目前，晶闸管开关通常采用如图1所示的光电触发与在线监测系 统。该系统包括与晶闸管开关连接的晶闸管电子板11、晶闸管开关触发 系统12和晶闸管开关控制系统13。晶闸管电子板11与晶闸管开关触发 系统12联系，闸管开关触发系统12和晶闸管开关控制系统13连接。 该光电触发与在线监测系统的工作原理是：晶闸管开关触发系统12接 收从晶闸管控制系统13送来的晶闸管开关触发命令和同步信号，产生 晶闸管电子板11工作所需的脉冲编码，并把该脉冲编码信号经电光转 换后由光纤送到处于高电位的晶闸管电子板11。在晶闸管电子板11 上，经光电转换器复原脉冲编码信号后，由晶闸管电子板11的解码电 路进行解码，从而实现对晶闸管开关的触发和晶闸管电子板工作阶段的 控制。同时，晶闸管开关的状态信息、后备触发回路的动作信息等经晶 闸管电子板11上的电路处理后，由电光转换回路转换为光信号，再由 光纤送到晶闸管开关触发系统12中，晶闸管开关触发系统12根据接收 到的晶闸管开关状态信息和其它信息，判断晶闸管开关是否损坏、后备 触发回路是否动作、dv/dt是否越限和光电传输系统是否完好，并把判 断结果送到装置的晶闸管开关控制系统13，同时，根据判断结果，决定 是否向装置的控制系统和监测系统发出紧急故障信号。

但是，现有技术的光电触发与在线监测系统并不能完全满足可控避 雷器晶闸管开关的要求，原因包括：(1)光电触发与在线监测系统要求 必须在每个晶闸管开关所对应的高电位上建立晶闸管开关电子板工作所 需要的辅助电源，可控避雷器的晶闸管开关被封闭安装在避雷器磁套 内，无论采用高压侧取能和低压侧送能的方式获取辅助电源都存在一定 困难；(2)虽然光电器件的响应速度较高，但实际从晶闸管开关满足触 发条件，到实际触发导通，需经过晶闸管开关电子板进行电光转换、光 纤传输、光电转换、控制系统判断并发触发命令、信号传输、晶闸管开 关电子板发触发信号触发导通晶闸管开关等一系列的环节，大约需要几 十到上百μs的响应时间，而可控避雷器晶闸管开关对响应时间的要求 须为几μs，时间越长，可控避雷器对系统操作过电压的限制效果越差。 因此，需要新的测量控制系统，以满足可控避雷器晶闸管开关的特殊要 求。

发明内容

为了解决现有技术中晶闸管开关的测量控制系统的辅助电源和响应 时间问题，本发明提供一种晶闸管开关的测量控制装置。

本发明提供的晶闸管开关的测量控制装置，包括击穿二极管和第一 二极管，其中击穿二极管的阴极耦合到晶闸管开关中晶闸管的门极，击 穿二极管的阳极耦合到第一二极管的阴极；第一二极管的阴极耦合到击 穿二极管的阳极，第一二极管的阳极耦合到晶闸管的阳极A，用于限制 击穿二极管的反向电压；还包括金属氧化物电阻片MOR。MOR一端 耦合到晶闸管的阳极，另一端耦合到晶闸管的阴极。所述击穿二极管满 足：在最大环境温度T_A下，所述击穿二极管的转折电压V_BOD等于或小于 晶闸管的额定电压V_DDRM；且：

V_BOD(T₀)＝V_S0×K/N