[发明专利]一种换流阀晶闸管触发监测单元

说明书

技术领域

本发明涉及直流输电领域，具体涉及一种换流阀晶闸管触发监测单元。

背景技术

传统的直流换流阀晶闸管触发与监测单元均存在被动监视、编码复杂、无快速取能功能，同时均没有按照结温对过电压保护水平进行调节的功能，智能化程度很低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种换流阀晶闸管触发监测单元，本发明采用双脉冲编码优点主动监测晶闸管，脉冲编码简洁。在触发晶闸管之前，晶闸管触发监测单元将晶闸管状态发送给阀基电子设备，阀基电子设备判断晶闸管为正常状态后再触发晶闸管，提高了换流阀触发与监测方法的可靠性；同时具备结温保护功能。在原有触发监测单元的基础上，增加晶闸管结温保护和在线监测、诊断晶闸管级元件功能，实时在线监测和诊断晶闸管、阻尼电容、阻尼电阻和直流均压电阻状态，传送给远程控制保护系统，使远程运行管理人员可以实时监测换流阀运行状态，准确判断故障点位置，精确预测换流阀过负荷能力，大大提高了直流输电系统的智能化程度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种换流阀晶闸管触发监测单元，其改进之处在于，所述触发监测单元包括：中央处理单元I以及与其连接的辅助电路I、中央处理单元II以及与其连接的辅助电路II；所述辅助电路I的电光转换电路与中央处理单元II进行通信；

控制保护系统向阀基电子设备发送触发命令和晶闸管结温信息，阀基电子设备根据接收到触发命令和晶闸管结温信息产生触发脉冲，并送至晶闸管触发监测单元，晶闸管触发与监测单元产生触发脉冲送至晶闸管门极。

优选的，所述中央处理单元I以及与其连接的辅助电路I用于：1）取能和储能、大容量取能和储能（大容量储能可以保证在没有外部电源的情况下长时间正常工作，能满足换流阀交流系统三相对地金属短路故障，电压降至0，工作电源持续时间至少为1秒）；2）晶闸管触发；3）晶闸管监测；4）信号的光电、电光转换；5）晶闸管正向过电压保护和dv/dt保护；6）晶闸管反向恢复保护；7）电流断续保护；8）对触发监测电源的监测；

所述中央处理单元II以及与其连接的辅助电路II用于：1>在线监测散热器温度；2>在线监测和诊断阻尼电路；3>在线监测和诊断直流均压电路；4>将在线监测和诊断的信息通过光缆发送给远程控制保护系统；

所述中央处理单元I和中央处理单元II均采用中央处理器；所述中央处理器采用低功耗数字芯片。

优选的，所述辅助电路I包括TTM电源监测电路、晶闸管正向电压监测电路、光电转换电路、取能储能混合电路、电源转换电路、正向过电压保护/dv/dt保护电路、反向恢复保护电路、触发放大电路和电光转换电路；所述TTM电源监测电路、晶闸管正向电压监测电路、光电转换电路、正向过电压电路、反向恢复保护电路、触发放大电路和电光转换电路分别和中央处理单元I连接，所述取能储能混合电路和电源转换电路通过正向过电压保护/dv/dt保护电路与中央处理单元I连接。

较优选的，所述TTM电源监测电路实时监测其工作电源，当工作电源0-100V时复位中央处理单元I和中央处理单元II，所述TTM电源监测电路采用模拟电路搭建，包括依次进行通信的阻容电路和稳压电路。

较优选的，所述晶闸管正向电压监测电路是用于检测晶闸管级两端电压值，超过晶闸管级两端电压上限时，对晶闸管进行保护触发，包括依次进行通信的测量电路和稳压电路。

较优选的，所述光电转换电路的光接收器Rec1接收远程控制保护系统通过光缆传输的触发与监测信号，所述光电转换电路将接收的光信号转换为电信号后输入至中央处理单元I，中央处理单元I将电信号经过解码后触发晶闸管，并将晶闸管状态、触发监测单元状态、光缆状态通过电光转换电路发送给远程控制保护系统；

所述光电转换电路包括光接收器Rec1、与光接收器Rec1分别连接的电阻R1和电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管D1、电容C1和比较器U1；所述电阻R3两端分别与光接收器Rec1和三极管D1的基极连接；所述三极管D1的集电极与电阻R4连接组成D1-R4支路，所述三极管D1的发射机与电源VCC连接；所述D1-R4支路分别与光接收器Rec1和电容C1并联；所述比较器U1一端连接在D1-R4支路之间，另一端与中央处理单元I连接；所述光接收器Rec1接地。

较优选的，所述取能储能混合电路避免换流阀遭受操作冲击电压、雷电冲击电压、陡波冲击电压时取能，为TTM晶闸管正向过电压保护动作提供能量；