[实用新型]一种电能控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力装置，尤其是涉及一种应用于电力系统中具有冗余结构设计的电能控制装置。

背景技术

传统电力系统非线性负载类型较多，该负载通常通过开关直接连接电源，造成电网的波动，开关频繁动作会降低负载的使用寿命。近年来随着电力电子器件及微机控制水平的不断提高。通过采用基于晶闸管开关器件的起动方案，可以很好的解决非线性负载直接起动带来的负面影响。以晶闸管阀组为基础器件的设备包括固态软起动、晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、晶闸管投切电抗器（TSR）均属于软开关技术。其中晶闸管阀组为上述设备的主要执行器件。高压直流输电中的换流阀通常由多个晶闸管元件串联而成，现有10kV电力电能控制装置主电路每相采用5组晶闸管串联，选用6500V的晶闸管其推导如下：

，取整数。

式中 为系统最大工作电压；为换相过冲系数取1.4；为过冲裕度系数取1.1； 为绝缘裕度系数取1.2；为晶闸管反向重复峰值电压；为电压不均匀系数取0.9。

现有技术中，由郭焕等人2009年12月10日发表在中国机电工程学报S1期增刊第29卷中的论文《直流输电换流阀主电路的可靠性分析与优化设计》，其以高压直流输电系统可靠性为论点结合一种基于某种数学模型的换流阀可靠性框图进行分析，最后提出了换流阀的可靠性和经济性优化设计方法。

但是，电力电能控制装置中晶闸管阀组工作状态通过驱动板反馈给上级控制系统，控制器经过判断来发出停机指令。如果装置某一相中有一组阀组的任一只元件不能工作，那么电能控制装置将停止工作，势必影响用户的生产。虽然可以通过增加一套备用的电能控制装置来提高系统的整体可靠性，但是从经济适用性考虑该方案成本造价较高。

因此，提出一种经济适用，工作可靠的电能控制装置成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电能控制装置，该装置能够满足在单相一组或多组元件不工作的情况下电能控制装置仍然能够正常的工作，达到不影响生产时间同时满足的非线性负载起动要求的目的。

本实用新型具体提供了一种电能控制装置的技术实现方案，一种软开关装置，包括：一相或一相以上的晶闸管阀组支路，每相晶闸管阀组支路包括一组或一组以上的晶闸管阀组，每组晶闸管阀组包括一对相互反并联的晶闸管，在每相晶闸管阀组支路增加一组或一组以上冗余的晶闸管阀组，冗余的晶闸管阀组与同一支路的其余晶闸管阀组相互串联。

作为本实用新型一种电能控制装置技术方案的进一步改进，电能控制装置具有三相晶闸管阀组支路，每相晶闸管支路的一端与三相电机的一相对外接线端子相连。

作为本实用新型一种电能控制装置技术方案的进一步改进，电能控制装置在运行时，冗余的晶闸管阀组与其余相互串联的晶闸管阀组互为热冗余。

作为本实用新型一种电能控制装置技术方案的进一步改进，当电能控制装置应用于10kV电力系统，应用晶闸管的电压等级为6500V时，晶闸管阀组支路的晶闸管阀组串联个数为，为冗余的晶闸管阀组的个数，。

作为本实用新型一种电能控制装置技术方案的进一步改进，当电能控制装置应用于10kV电力系统，应用晶闸管的电压等级为5200V时，晶闸管阀组支路的晶闸管阀组串联个数为，为冗余的晶闸管阀组的个数，。

作为本实用新型一种电能控制装置技术方案的进一步改进，当电能控制装置应用于6kV电力系统，应用晶闸管的电压等级为6500V时，晶闸管阀组支路的晶闸管阀组串联个数为，为冗余的晶闸管阀组的个数，。

作为本实用新型一种电能控制装置技术方案的进一步改进，当电能控制装置应用于6kV电力系统，应用晶闸管的电压等级为5200V时，晶闸管阀组支路的晶闸管阀组串联个数为，为冗余的晶闸管阀组的个数，。

通过实施上述本实用新型一种电能控制装置的技术方案，具有如下技术效果：

1、在电能控制装置中通过增加一组或多组晶闸管阀来提高系统的可靠性；

2、电能控制装置在运行时备用阀组与所串联各阀组相互热冗余；

3、电能控制装置单相有一只晶闸管或多只损坏设备仍然可以正常工作；

4、能满足在单相一组或多组元件不工作的情况下电能控制装置仍然能够正常的工作，在用户设备整体检修期间再更换损坏的元件即可，达到不影响生产时间同时满足的非线性负载起动要求的目的；

5、增加冗余设计晶闸管的电压比没有冗余设计的晶闸管电压降低了至少400V，应用表明在较低电压运行的器件其平均无故障时间相对较长。