高压晶闸管串联阀触发电路的设计.docVIP

高压晶闸管串联阀触发电路的设计 随着柔性交流输电和高压直流输电设备在 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电力系统中越来越多的应用，使晶闸管在高 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电压大 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电流场合下的设计使用受到越来越多的关注。晶闸管 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 串联阀在工作时，为了延长晶闸管的使用寿命，防止由于个别晶闸管未开通或开通不一致而导致工作时部分晶闸管承受过高的电压而击穿，从而导致整个阀组的损坏，要求阀组中的每个晶闸管均能快速可靠开通，并且具有良好的开通和关断一致性。这就要求晶闸管串联阀具有良好可靠的触发 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电路，能同时产生多路高尖峰脉冲，来驱动晶闸管串联阀组中各个晶闸管快速可靠开通。　　 本文研究的内容就是一种在实际项目中应用的晶闸管阀组的触发电路设计。　　 1 触发电路设计　　 触发脉冲电流的上升沿时间越短、峰值越大，晶闸管开通扩散的速度就越快，当所有晶闸管开通时间都大大缩短后，晶闸管之间开通的相对一致性就大大提高，从而降低了串联阀中个别晶闸管长时间承受过高电压而损坏的几率。 1.1 触发电路组成与工作原理 ? 触发电路结构图如图1 所示，主要包括如下几个部分。　　 1）单相隔离供电变压器T1 变比为AC220/AC220、一次侧与二次侧间绝缘电压35 kV，为脉冲回路提供产生脉冲电流所需的能量。　　 2）充电限流 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电阻R3 限制 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电容C1的充电电流。　　 3）防反流 HYPERLINK /transistor/ \t _blank 二极管D0 防止电容C1向变压器T1倒送能量。　　 4）储能脉冲电容器C1 储存产生脉冲所需的能量，最高充电电压Uc可达310 V。　　 5）阻容回路部分的R2和C2 起调整脉冲波形形状的作用。　　 6）脉冲CT 变比20/1，通过脉冲CT 形成最终触发脉冲。　　 7）放电电阻R1 限制放电电流。　　 8）非线性电阻R4 其转折电压为400 V，用于保护 HYPERLINK /transistor/ \t _blank MOSFET。　　 9）脉冲信号板用来接收控制器通过光纤发来的脉冲光信号，经过光电转换，驱动MOSFET（ HYPERLINK /transistor/ \t _blank IRFP460）开通与关断，使电容C1 受控制器的控制进行放电。脉冲信号板从变压器T1 二次侧取能，通过单相变压器AC220/AC20，经过整流滤波，由7805 和7812 输出稳定的+5 V和+12 V HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电源，为脉冲信号板提供供电电源。 10）BOD 模块用来保护晶闸管在承受过电压时触发导通，防止晶闸管被高压击穿。　　 触发电路工作原理：隔离变压器T1 一次侧接AC220 V电源，二次侧通过电阻R3和二极管D0向电容C1充电，当C1上的电压达到峰值AC220 V，即310 V左右时，二极管反向截止，电容C1 上保持310 V左右的电压。当控制器发出触发脉冲信号，信号经过光纤传导至脉冲信号板，经光电转换后驱动MOSFET开通，电容C1开始通过电阻R1放电，这样就有瞬间大电流通过8 个接在晶闸管门极的CT，通过CT同时产生8 路晶闸管触发电流信号。　　 1.2 触发 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电路的电位　　 在高压条件下，晶闸管 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 串联阀的绝缘问题是非常重要的一个环节，如果绝缘问题处理不好，那将会严重影响设备运行的安全性与可靠性。　　 触发电路的高电位部分和低电位部分之间的隔离主要是靠触发CT 和穿过CT 的10 kV 绝缘的 HYPERLINK /list-2.html \t _blank 电流线，为了降低对触发CT 绝缘等级的要求，减小在高压条件下串联阀主回路对脉冲回路的影响，同时降低对脉冲回路绝缘等级的要求，将变压器T1 二次侧的地直接接在晶闸管串联阀的第4和第5 个晶闸管之间，即串联阀主回路的中点电位，将脉冲回路的电位拉高至1/2 高电位，如图1中标记为中点电位点的地方。从而使整个串联阀结构的电位全部提高，这样，绝缘的要求就加到隔离供电变压器T1 的一次侧和二次侧之间，而这里选用的变压器