本发明专利技术涉及一种SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置，该装置包括若干门极控制模块，每个所述门极控制模块用于控制与其对应的两只晶闸管，包括：控制单元，用于根据触发命令触发晶闸管，采集并发送晶闸管状态信息给光电转换单元，以及根据电压检测单元的检测信息发出告警信息；取能单元，用于为控制单元供电；光电转换单元，用于对接收到的触发命令以及晶闸管状态信息进行电光转换并上传；电压检测单元，用于检测取能单元电压，并将检测信息发送至控制单元；保护单元，用于对晶闸管进行电压击穿保护。本发明专利技术的装置集成度高、可靠性高、且功耗低，能够为SVC系统的高压串联晶闸管阀组提供良好的控制和保护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种适用于6kV到66kV电压等级的串联晶闸管阀组高电位门极控制装置。
技术介绍
随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网负荷急剧增大，对电网感性无功要求也与日惧增。特别是随着如可逆式大型轧钢机、炼钢电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加，加上普遍应用的电力电子和微电技术，使得电力网发生电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等问题，产生电能质量降低，电网功率因数降低，网络损耗增加等不良影响。近年发展起来的静止型动态无功补偿装置(Static Var Compensator, SVC)是一种快速调节无功功率的装置，已成功的应于电力系统、冶金、采矿和电气化铁路等负荷的补偿上。而晶闸管控制电抗器型(称TCR型)SVC用晶闸管控制线性电抗器实现较快、连续的无功功率调节，由于它具有反应时间快(5 20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节、能平衡有功、适用范围广和价格便宜等优点。TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而其应用最广。SVC连接到系统中，电容器提供固定容性无功功率Qc，通过具有完好线性特征的补偿电抗器的电流决定了从补偿电抗器输出的感性无功值Qtcr，感性无功与容性无功相抵消，只要Qn(系统)=Qv (负载)-Qc+Qtcr=恒定值(或0)，功率因数就能保持恒定，电压几乎不波动。控制系统最重要的是精确控制晶间管触发，获得所需的电抗器的电流。根据采集的电流及电压经计算后得出要补偿的无功功率，发出触发脉冲，通过光纤传输到高电位门极控制单元后触发晶闸管，得到所补偿的无功功率。
技术实现思路
(一)技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种集成度高、可靠性高、功耗低的高压串联晶闸管阀组的控制保护装置。( 二 )技术方案为达到所述目的，本专利技术提供了一种SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置，该装置包括若干门极控制模块，每个所述门极控制模块用于控制与其对应的两只晶闸管，所述门极控制模块包括控制单元，用于根据触发命令触发晶间管，采集并发送晶闸管的状态信息给光电转换单元，以及根据电压检测单元的检测信息发出告警信息；取能单元，用于为所述控制单元供电；光电转换单元，用于对接收到的所述触发命令进行光电转换并发送给所述控制单元，以及对所述控制单元采集的晶间管状态信息进行电光转换并上传；电压检测单元，用于检测所述取能单元的电压，并将检测信息发送至所述控制单元；保护单元，用于对晶闸管进行电压击穿保护；其中，还包括多模光纤，用于作为所述光电转换单元接收所述触发命令并上传所述晶闸管状态信息的传输媒介。其中，所述控制单元为复杂可编程逻辑器件。其中，所述取能单元由动态均压回路构成，所述动态均压回路由动态均压电容与动态均压电阻串联构成的串联阻尼回路与晶闸管并联构成，所述串联阻尼回路两端各串联分别属于两个所述门极控制模块的电解电容，每个所述门极控制模块中设置有两个用于储能的电解电容。其中，所述光电转换单元进一步包括光电转换子单元，用于对接收到的所述触发命令进行光电转换并发送至所述控制单元；电光转换子单元，用于对接收到的所述晶闸管的状态信息进行电光转换并上传。其中，所述电压检测单元由比较器、第一二极管以及第二二极管构成，其中，所述比较器的正输入端分别与第一二极管的正极以及第二二极管的正极相连，负输入端通过第一分压电阻连接至基准电压，所述负输入端还通过第二分压电阻与所述比较器的负电压输入端连接，正电压输入端与基准电压相连，输出端与所述控制单元相连；所述第一二极管负极与所述取能单元相连；所述第二二极管负极连接基准电压。其中，所述基准电压为+5V。其中，所述保护单元为击穿二极管BOD元件。(三)有益效果本专利技术的SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置，通过多模光纤与阀基电子单元通信，可实现高电位隔离；采用微功耗的CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)作为主控逻辑元件，具有印制电路板面积小、功耗小、逻辑配置灵活、集成度高、抗电磁干扰能力强、以及可靠性高的特点；采用电压较低的BOD器件串联后形成对晶闸管的电压击穿保护，降低了成本的同时，对晶闸管阀组起到很好的过压保护。本专利技术的装置对促进现有高电位门极控制单元的升级换代具有重要的意义和实用价值。附图说明图1为依照本专利技术一种实施方式的SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置的逻辑连接示意图；图2为依照本专利技术一种实施方式的SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置的门极控制模块构成框图；图3为依照本专利技术一种实施方式门极控制模块的取能单元电路示意图；图4(a)_(b)为依照本专利技术一种实施方式门极控制模块的光电转换单元电路示意图；图5为依照本专利技术一种实施方式门极控制模块的电压检测单元电路示意图；图6为依照本专利技术一种实施方式门极控制模块的保护单元电路示意图。具体实施例方式本专利技术的SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置，结合附图和实施例详细说明如下。如图1所示为依照本专利技术一种实施方式的SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置的逻辑连接示意图，该装置包括若干门极控制模块(Gl G5)，每个门极控制模块用于控制与其对应的两个晶闸管，该两个晶闸管分属于两个晶闸管对，每个晶闸管对由以正反并联方式连接在一起的两只晶闸管构成，多个串联的晶闸管对组成SVC系统的串联晶闸管阀组。阀基电子单元(VBE)在SVC系统中是用于向门极控制装置发送触发命令的。具体到每个门极控制模块，其可优选地分别通过光纤连接器(PC/ST)的多模光纤接收阀基电子单元的触发光信号，(采用多模光纤的通信方式，实现高电位隔离)该光信号经过内部光电转换信号处理后，根据控制要求触发与其相连的一个或两个晶闸管，并采晶闸管的状态信息，再对其进行电光转换后，发送至阀基电子单元。根据电压等级不同，串联的晶闸管对数量不同，假设串联的晶闸管对为N，那么需要本专利技术的门极控制装置具有至少N+1个门极控制模块。依照本专利技术一种实施方式的SVC系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置包括上述若干门极控制模块，如图2所示，每个门极控制模块包括控制单元，取能单元，光电转换单元，电压检测单元以及保护单元。其中控制单元，用于根据接收的触发命令触发晶闸管，采集并发送晶闸管的状态信息， 并根据电压检测单元的检测信息发出告警信息，优选该控制单元为CPLD，具有印制电路板少、功耗小，逻辑配置灵活，集成度高，抗电磁干扰能力强，可靠性高的特点。取能单元，采用动态均压回路进行高电位取能，为控制单元供工作电源，如图3所示，取能单元由动态均压回路构成，动态均压回路由动态均压电容C5与动态均压电阻Rl串联连接后，与晶闸管对并联构成，动态均压电容C5与动态均压电阻Rl串联连接后，两端分别串联分别属于两个门极控制模块的电解电容，图中未C3及C2，这样，在正半波通过R1、C5 串联阻尼回路为C3充电，C3放电为控制单元提供电源；负半波通过R1、C5串联阻尼回路为 C2充电，C2放电为控制单元提供电源，每个门极控制模块设置两个用于储能的电解电容， 这样，保证每个半波时期均有电能提供至控制单元，保证了控制装置的正常工作。光电转换单元，用于对触发命令进行光电转换并发送给控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种ＳＶＣ系统串联晶闸管阀组用高电位门极控制装置，其特征在于，该装置包括若干门极控制模块，每个所述门极控制模块用于控制与其对应的两只晶闸管，所述门极控制模块包括：控制单元，用于根据触发命令触发晶闸管，采集并发送晶闸管的状态信息给光电转换单元，以及根据电压检测单元的检测信息发出告警信息；取能单元，用于为所述控制单元供电；光电转换单元，用于对接收到的所述触发命令进行光电转换并发送给所述控制单元，以及对所述控制单元采集的晶闸管状态信息进行电光转换并上传；电压检测单元，用于检测所述取能单元的电压，并将检测信息发送至所述控制单元；保护单元，用于对晶闸管进行电压击穿保护。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫，胡志琳，
申请(专利权)人：北京博电新能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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