专利名称：低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，该装置应用在风电场或光伏电站低电压穿越系统中。
背景技术：
对于风电装机或光伏电站并网点容量占其他电源总容量比例大于5%的省(区域)级电网，该电网区域内运行的风电场或光伏电站并网点应具有低电压穿越能力。对于电网发生不同类型故障的情况，对风电场或光伏电 站并网点低电压穿越的要求如下a)风电场或光伏电站并网点必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力；b)风电场或光伏电站并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场或光伏电站并网点必须保持并网运行；c)风电场或光伏电站并网点升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场或光伏电站并网点必须不间断并网运行。根据以上要求，在低电压穿越系统中需要一个高速电力电子开关，在开关的两侧并一个电阻，当高压电网对地短路时，低压穿越高速开关关闭，通过电阻实现低压穿越。晶闸管开关是目前应用最为广泛的无触点开关元件，通过控制晶闸管的导通来实现高速开关的功能，提高风电场或光伏电站发电对电网的连续性。通常晶闸管开关采用光电脉冲触发装置，每个晶闸管放置一个触发板，触发板因晶闸管全导通采用电流取能，需要安装电流互感器，使开关的结构很复杂；同时触发装置放到高压区，输出脉冲为频率低、脉冲宽度窄，降低了晶闸管触发的可靠性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，该装置设置在低压区的脉冲柜中，输出频率高、宽度宽的脉冲，通过脉冲电缆送到每个晶闸管的控制极，无需取能，使系统的结构简单、安装维护方便，提高了晶闸管触发可靠性，大大减少了线路板的数量，从而降低了成本。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，该装置包括A相脉冲形成输出单元、B相脉冲形成输出单元、C相脉冲形成输出单元和脉冲形成输出总线板，每相脉冲形成输出单元由脉冲形成板和脉冲输出板组成，所有脉冲形成板和脉冲输出板都插接到脉冲形成输出总线板上，脉冲形成板与脉冲输出板通过脉冲形成输出总线板传输脉冲控制信号、逆变控制信号和强触发信号，脉冲形成板通过光纤与控制柜连接，脉冲输出板通过脉冲电缆与阀组相连。 所述的脉冲形成板包括光电转换电路、脉冲放大电路、前沿脉冲控制电路、振荡电路、脉冲控制电路、逆变电源控制电路、脉冲检测电路、回报检测电路和电光转换电路，触发脉冲(接收)经光电转换电路转换成电信号，通过脉冲放大电路产生的信号送到前沿脉冲控制电路和振荡电路，由前沿脉冲控制电路产生脉冲控制信号，强触发脉冲经脉冲检测电路送到脉冲控制电路输出三组脉冲信号振荡电路控制信号、振荡电源控制信号和逆变电源控制信号，通过逆变电源控制电路和振荡电路形成逆变控制信号，同时强触发脉冲经过回报检测电路和电光转换电路产生回报脉冲(反馈)。所述的脉冲输出板包括前沿脉冲形成电路、高压脉冲电源、脉冲封锁电路、脉冲匹配电路和逆变电路，脉冲控制信号在高压脉冲电源、脉冲封锁电路和逆变电路的控制下，经过前沿脉冲形成电路形成强触发脉冲，经脉冲匹配电路，输出触发脉冲。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是I)输出频率高，脉冲宽度宽的脉冲，提高了晶闸管触发可靠性，来满足低电压穿越系统的要求。当电网发生故障或扰动，机组出口电压跌落处于额定电压的20 9Γ90%区间时，机组需通过向电网注入无功电流支撑电网电压，通过控制系统控制低压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，使动态无功控制系统在电压跌落出现后的30ms内响应，并能持续300ms的时间。2)结构简单，占地面积小低压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置放在低压区，不需要电流互感器进行电流取能，只通过三根脉冲电缆来触发晶闸管，简化了低压穿越高速开关的结构，同时占地面积小。3)安装简单，维护方便低压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置替代了每个晶闸管的触发板，这样给系统的安装带来了很大的方便，大大降低了成本，简化了结构。4)具有较高的工作稳定性和可靠性,使用寿命长；节省了空间。
图I是本实用新型的原理示意图。图2是本实用新型的脉冲形成板电路原理框图。图3是本实用新型的脉冲输出板电路原理框图。
具体实施方式
见图1，低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，该装置包括A相脉冲形成输出单元、B相脉冲形成输出单元、C相脉冲形成输出单元和脉冲形成输出总线板，每相脉冲形成输出单元由脉冲形成板和脉冲输出板组成，所有脉冲形成板和脉冲输出板都插接到脉冲形成输出总线板上，脉冲形成板与脉冲输出板通过脉冲形成输出总线板传输脉冲控制信号、逆变控制信号和强触发信号，脉冲形成板通过光纤与控制柜连接，脉冲输出板通过脉冲电缆A、脉冲电缆B和脉冲电缆C分别与A相阀组、B相阀组和C相阀组相连。低压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置设置在脉冲柜内，是连接控制柜和功率单元的纽带，控制柜输出的A相触发脉冲、B相触发脉冲、C相触发脉冲，依次通过光纤连接到低压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置中的脉冲形成板上的接收光头HRl上，接收控制柜发来的触发脉冲；低压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置中的A相回报脉冲、B相回报脉冲、C相回报脉冲，经脉冲形成板上的发射光头HTl及光纤反馈到控制柜，由控制柜进行整体控制。见图2，所述的脉冲形成板包括光电转换电路、脉冲放大电路、前沿脉冲控制电路、振荡电路、脉冲控制电路、逆变电源控制电路、脉冲检测电路、回报检测电路和电光转换电路，触发脉冲(接收)接收来自控制系统的触发脉冲，经光电转换电路转换成电信号，通过脉冲放大电路产生的信号送到前沿脉冲控制电路和振荡电路，由前沿脉冲控制电路产生脉冲控制信号，强触发脉冲经脉冲检测电路送到脉冲控制电路输出三组脉冲信号振荡电路控制信号、振荡电源控制信号和逆变电源控制信号，通过逆变电源控制电路和振荡电路形成逆变控制信号，同时强触发脉冲经过回报检测电路和电光转换电路产生回报脉冲(反馈)，反馈给控制系统。见图3，所述的脉冲输出板包括前沿脉冲形成电路、高压脉冲电源、脉冲封锁电路、脉冲匹配电路和逆变电路，脉冲控制信号在高压脉冲电源、脉冲封锁电 路和逆变电路的控制下，经过前沿脉冲形成电路形成强触发脉冲，经脉冲匹配电路，输出触发脉冲。本实用新型位于低压区的脉冲柜内，为了满足低电压穿越系统的要求，输出频率高、宽度宽的脉冲，通过脉冲电缆送到每个晶闸管的控制极，无需取能，使系统的结构简单、安装维护方便，提高了晶闸管触发可靠性。
权利要求1.低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，其特征在于，该装置包括A相脉冲形成输出单元、B相脉冲形成输出单元、C相脉冲形成输出单元和脉冲形成输出总线板，每相脉冲形成输出单元由脉冲形成板和脉冲输出板组成，所有脉冲形成板和脉冲输出板都插接到脉冲形成输出总线板上，脉冲形成板与脉冲输出板通过脉冲形成输出总线板传输脉冲控制信号、逆变控制信号和强触发信号，脉冲形成板通过光纤与控制柜连接，脉冲输出板通过脉冲电缆与阀组相连。
2.根据权利要求I所述的低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，其特征在于，所述的脉冲形成板包括光电转换电路、脉冲放大电路、前沿脉冲控制电路、振荡电路、脉冲控制电路、逆变电源控制电路、脉冲检测电路、回报检测电路和电光转换电路，触发脉冲经光电转换电路转换成电信号，通过脉冲放大电路产生的信号送到前沿脉冲控制电路和振荡电路，由前沿脉冲控制电路产生脉冲控制信号，强触发脉冲经脉冲检测电路送到脉冲控制电路输出三组脉冲信号振荡电路控制信号、振荡电源控制信号和逆变电源控制信号，通过逆变电源控制电路和振荡电路形成逆变控制信号，同时强触发脉冲经过回报检测电路和电光转换电路产生反馈脉冲。
3.根据权利要求I所述的低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，其特征在于，所述的脉冲输出板包括前沿脉冲形成电路、高压脉冲电源、脉冲封锁电路、脉冲匹配电路和逆变电路，脉冲控制信号在高压脉冲电源、脉冲封锁电路和逆变电路的控制下，经过前沿脉冲形成电路形成强触发脉冲，经脉冲匹配电路，输出触发脉冲。
专利摘要本实用新型涉及一种低电压穿越晶闸管高速开关脉冲触发装置，该装置用来连接控制柜及功率单元，并起到脉冲形成输出的作用，它包括三相脉冲形成输出单元和脉冲形成输出总线板，每相脉冲形成输出单元由脉冲形成板和脉冲输出板组成，脉冲形成板与脉冲输出板通过脉冲形成输出总线板传输脉冲控制信号、逆变控制信号和强触发信号，脉冲形成板通过光纤与控制柜连接，脉冲输出板通过脉冲电缆与阀组相连。该装置具有触发频率高，输出脉冲宽度宽的特点，位于脉冲柜内，替代了原有的光电转换单元、脉冲匹配单元和脉冲形成单元，这样给系统的安装带来了很大的方便，大大降低了成本，简化了结构。
文档编号H02M1/088GK202616979SQ20122023560
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者司明起, 刘国恩, 李金鸿, 杜纯钢, 胡建华 申请人:荣信电力电子股份有限公司