[發明專利]一種半導體閥觸發時序的同步切換方法

有效

• 申請號: 200910243711.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101753001A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 張新剛;查鯤鵬;呂錚;王韌秋;姜喜瑞;楊衛剛
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力電子自動化領域，具體涉及一種換流閥運行試驗裝置中閥觸發時序的同 步切換方法。

背景技術

大規模電力電子裝置廣泛應用于靈活交流輸電(FACTS)、高壓直流輸電(HVDC)及其它 工業領域。這些電力電子裝置的主電路中均會包括不同種類、不同數量的多個半導體閥。這 些半導體閥由專門的自動化設備，閥控制系統來觸發和控制。閥控制系統按照特定的時間順 序來觸發或關斷(適用于IGBT、MOSFET等全控器件)這些半導體閥，這種時間順序通常成為 觸發時序。

為了實現某些復雜而特殊的功能，閥的觸發時序應能夠在裝置帶電工作時發生變化，而 不是退出裝置重新設置時序后再投入運行。為了保證裝置的安全性和可靠性，就要求各個半 導體閥必須在同一時刻完成觸發時序的切換。

HVDC換流閥的運行試驗裝置就是上述情況的一個典型實例。HVDC換流閥運行試驗裝 置用于測試閥在最惡劣運行條件和故障條件下的性能，是完成換流閥型式試驗的必需裝置。 試驗裝置由電阻器、電抗器、電容器及多個大容量半導體閥組成，為區別于被試的HVDC換 流閥，通常稱這些半導體閥為“輔助閥”。為了完成運行試驗的各個項目，輔助閥和試品閥都 需要按照特定的觸發時序來工作，從而在試品閥上產生試驗所要求的電壓、電流和熱強度。 每次試驗，裝置都需要經歷啟動、調整、正式試驗和退出等環節，而且，某些試驗項目要求 在其它項目完成后立即開始，而不允許退出運行重新設置后再行試驗。因此，閥的觸發時序 必須能夠根據試驗的進展切換，而且，所有閥的觸發時序必須在同一時刻完成切換。

中國發明申請200610064919.2公開了一種過電流試驗裝置中晶閘管觸發時序，過電流試 驗裝置包括加熱閥、試品閥和諧振閥，還包括加熱回路和充電回路，充電回路兩端并聯諧振 電容；過電流試驗裝置中各個晶閘管的具體觸發時序是：試品閥的結溫達到設定值后的t1時 刻，停止對加熱閥進行觸發；檢測到加熱閥可靠關斷時為t2時刻，此時，連續觸發或者寬脈沖 觸發正向諧振閥；當正向加壓過程持續不超過20ms后的t3時刻，同時觸發諧振閥和試品閥， 從而產生很大諧振電流；在試品閥將要關斷的時刻t5之前，不超過10ms范圍內的時刻t4起， 開始連續觸發或者寬脈沖觸發反向諧振閥。

發明申請200610064919.2提出了一種觸發時序，該觸發時序能夠改變過電流試驗裝置發 出的電壓、電流波形。但是，本發明所述方法與發明申請200610064919.2的技術內容之間存 在本質差異，就適用范圍而言，本發明存在明顯優勢。具體內容如下：

(1)發明申請200610064919.2提出的是一種專用的觸發時序，這種觸發時序的存在價 值在于：能夠在該申請所述電路中產生要求的電壓、電流等波形。本發明提出的 是一種具有普遍意義的控制方法，這種方法能夠使電力電子裝置中的閥由一種觸 發時序切換到另一種觸發時序，而且，各個閥的切換時刻能夠保持嚴格同步。

(2)發明申請200610064919.2所提出的觸發時序僅適用于過電流試驗裝置這個特定的 電力電子電路。本發明所述方法盡管已在換流閥運行試驗裝置中獲得成功應用， 但普遍適用于任何有這樣功能要求的電力電子裝置。

(3)發明申請200610064919.2所提出的觸發時序是一種具體的閥觸發時序，或稱為一 種變換的流程。本發明所述方法適用于任何時序之間的同步切換；例如：為實現 特定的功能，某電力電子裝置具有4種(或其它任意多種)觸發時序，時序1、時序 2、時序3和時序4，采用本方法，可以在各個時序之間隨意切換，無需考慮時序 編號順序。

發明內容

本發明提供了一種閥觸發時序的同步切換方法。該方法通過一套閥控制系統來實現。該 系統包括總控單元、回檢單元和各閥的閥基電子單元(VBE)。總控單元用于接收外部下達的 觸發時序切換命令，并調度整個時序切換過程。各VBE單元用于校驗總控單元選定的觸發時 序，在校驗正確后向回檢單元返回回報信息，并根據選定的觸發時序來觸發或關斷對應的閥。 回檢單元用于接收各個VBE單元的正常回報，匯總后，將回報信息返回總控單元。該方法能 夠滿足換流閥運行試驗裝置或其它大型電力電子裝置在同步切換閥觸發時序(或其它工作模 式)方面的要求。

本發明提出了一種閥觸發時序的同步切換控制系統，該系統包括總控單元、回檢單元和 各半導體閥的閥基電子單元VBE；