[發明專利]一種基于晶閘管的交流快速開關裝置參數確定方法和裝置

有效

• 申請號: 201710853189.2
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107706892B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 王鐵柱;趙兵;王珊珊;卜廣全;馬士聰;郭劍波
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H03K17/04
• 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

本發明提供一種基于晶閘管的交流快速開關裝置參數確定方法和裝置，根據雙向導通支路中第三晶閘管模塊和第四晶閘管模塊中晶閘管的觸發延遲時間確定交流快速開關裝置的導通時間，并根據第一階段關斷時間和第二階段關斷時間確定交流快速開關裝置的關斷時間，實現交流快速開關裝置的導通時間和關斷時間的確定。本發明提供的技術方案能夠實現交流快速開關裝置的毫秒級導通和關斷，進而實現交流線路的毫秒級快速投切，導通和關斷的操作時間均可達到1ms；且本發明提供的技術方案中的核心器件選用晶閘管與二極管，耐反壓和耐電流水平高；本發明提供的技術方案中的供電電源采用交流電源，便于就地取源，方便裝置的安裝，且能夠滿足不同應用場景需要。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種基于晶閘管的交流快速開關裝置參數確定方法和裝置。

背景技術

交流開關是電力系統中的關鍵設備，其主要功能是進行支路的導通和關斷操作，在切除電力系統擾動源、快速切除負荷、防止電力系統故障擴展等方面發揮著至關重要的作用。

電網安全穩定有三道防線，分別為：①第一道防線，為高速、準確地切除故障元件的繼電保護和反應被保護設備運行異常的保護不損失負荷，快速隔離故障；②第二道防線，為保障電網安全運行的安全自動裝置允許損失少量負荷，避免元件過載、電網失穩；③第三道防線，為失步解列與頻率、電壓控制采取一切必要手段避免電網崩潰。以上三道防線分別涉及故障源能否被快速切除、負荷能否被精準快速切除、關鍵斷面能否迅速斷開三個關鍵條件，而這三個關鍵條件的滿足都需要交流開關能夠快速動作。

交流開關動作時間越快，越有利于保障電力系統的安全穩定性。目前交流高壓開關為機械式開關，在進行關斷操作時需要等待交流電流過零點，當交流電流過零時機械開關方可動作，并且機械元件的斷開速度較慢，總的關斷操作時間一般為40～60毫秒甚至更久。交流機械式開關的動作時間慢，不利于電力系統的安全穩定運行，且不能夠滿足不同應用場景的需要。現有技術中尚無相關基于晶閘管的交流快速開關裝置以及基于晶閘管的交流快速開關裝置的參數確定的研究。

發明內容

為了克服上述現有技術中機械開關因動作時間慢不利于電力系統的安全穩定運行以及不能夠滿足不同應用場景需要的缺陷，本發明提供一種基于晶閘管的交流快速開關裝置參數確定方法和裝置，其中基于晶閘管的交流快速開關裝置包括雙向導通支路，用于實現交流線路工作電流的雙向導通；強制轉移支路，用于將雙向導通支路中交流線路的電流轉移到強制轉移支路，并將轉移到強制轉移支路的交流線路的電流降至零點；以及供電和泄放支路，用于為強制轉移支路中的電容供電，并實現交流線路電流的泄放，最終實現交流快速開關裝置的毫秒級導通和關斷，其中基于晶閘管的交流快速開關裝置的參數確定方法中根據雙向導通支路中第三晶閘管模塊和第四晶閘管模塊中晶閘管的觸發延遲時間確定交流快速開關裝置的導通時間，并根據第一階段關斷時間和第二階段關斷時間確定交流快速開關裝置的關斷時間，實現交流快速開關裝置的導通時間和關斷時間的確定。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種基于晶閘管的交流快速開關裝置參數確定方法，所述交流快速開關裝置包括：

雙向導通支路，用于實現交流線路工作電流的雙向導通；

強制轉移支路，用于將雙向導通支路中交流線路的電流轉移到強制轉移支路，并將轉移到強制轉移支路的交流線路的電流降至零點；

供電和泄放支路，用于為強制轉移支路中的電容供電，并實現交流線路電流的泄放；

所述參數確定方法包括：

根據雙向導通支路中第三晶閘管模塊和第四晶閘管模塊中晶閘管的觸發延遲時間確定交流快速開關裝置的導通時間，并根據第一階段關斷時間和第二階段關斷時間確定交流快速開關裝置的關斷時間；

所述第一階段關斷時間根據強制轉移支路中第一電感模塊的感值和電容的容值確定；