一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置，其光控晶閘管閥體采用熱管散熱結構，并提供光觸發(fā)電路，通過激光觸發(fā)光纖直接傳輸?shù)骄чl管的光敏區(qū)，觸發(fā)晶閘管，提高了晶閘管觸發(fā)信號的抗干擾能力，進而提高了SVC補償裝置的可靠性。所述的光控晶閘管閥體由多個光控晶閘管元件組成晶閘管串，位于閥體一側，每個光控晶閘管元件與熱管散熱器基板連接，基板與熱管連接，散熱片位于熱管外部；所述的光控晶閘管觸發(fā)電路包括光電轉(zhuǎn)換電路、2uS脈沖電路、10uS脈沖電路、脈沖合成電路、激光管發(fā)射電路、光電隔離電路，激光管發(fā)射電路輸出激光強觸發(fā)信號給直接光觸發(fā)晶閘管。
【專利說明】一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置。

【背景技術】
[0002] 晶閘管是目前應用最為廣泛的閥元件，通過控制晶閘管的觸發(fā)角可以對阻抗進行 連續(xù)調(diào)節(jié)，可以增強系統(tǒng)輸電能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、阻尼功率振蕩和抑制次同步振蕩等功 能。晶閘管閥體通常要承受高電壓和大電流，需采用多個晶閘管的串并聯(lián)來實現(xiàn)。光控晶 閘管作為新型大功率大電流的晶閘管，在散熱方面的要求更加嚴格，國內(nèi)外通行的散熱方 式為水冷散熱，但是水冷散熱需要配套密閉式純水冷卻系統(tǒng)，不僅功耗大、維護量大，而且 事故隱患多。
[0003] 直接光觸發(fā)晶閘管是將光觸發(fā)功能單元集成到LTT硅片內(nèi)部，同時將用以正向過 電壓保護（簡稱B0D保護）的轉(zhuǎn)折二極管（Breakover Diode)集成到LTT硅片內(nèi)部，使得直 接光觸發(fā)晶閘管本身即有光敏觸發(fā)區(qū)，還具有B0D保護功能。與普通的ETT -起，LTT技術 應用與高壓直流輸電和靜態(tài)無功功率補償裝置中的晶閘管閥組中，其中直接光觸發(fā)晶閘管 的觸發(fā)電路是是LTT晶閘管閥組中的重要組成部分，也是一個技術關鍵。
[0004] 目前國內(nèi)應用的晶閘管閥組電壓等級均在35kV以下，而且都是通過晶閘管電子 電路TE板，對晶閘管的電信號觸發(fā)，并且每個晶閘管需要一個TE板，對于大電壓等級的晶 閘管的觸發(fā)還有一定的限制，同時TE板需要在閥組中通過RC取能，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、 可罪性、使用壽命等還需進一步提1?。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型提供一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置，其光控晶閘管閥體 采用熱管散熱結構，并提供光觸發(fā)電路，通過激光觸發(fā)光纖直接傳輸?shù)骄чl管的光敏區(qū)，觸 發(fā)晶閘管，提高了晶閘管觸發(fā)信號的抗干擾能力，進而提高了 SVC補償裝置的可靠性。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)：
[0007] -種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置，包括光控晶閘管單元、光纖槽單元、 吸收電容單元、回報板單元，光控晶閘管觸發(fā)電路，其特征在于，所述的光控晶閘管單元由 多個光控晶閘管元件組成晶閘管串，位于閥體一側，每個光控晶閘管元件與熱管散熱器基 板連接，基板與熱管連接，散熱片位于熱管外部；所述的光控晶閘管觸發(fā)電路包括光電轉(zhuǎn)換 電路、2uS脈沖電路、10uS脈沖電路、脈沖合成電路、激光管發(fā)射電路、光電隔離電路，光觸 發(fā)脈沖信號通過光電轉(zhuǎn)換電路，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，一路經(jīng)過2uS脈沖電路，另一路經(jīng) 過10uS脈沖電路，這兩個電路均與脈沖合成電路輸入連接，脈沖合成電路輸出與光電隔離 電路連接，光電隔離電路與激光管發(fā)射電路連接，激光管發(fā)射電路輸出激光強觸發(fā)信號給 直接光觸發(fā)晶閘管。
[0008] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：
[0009] 1)光控晶閘管與熱管冷卻技術相結合，閥組結構緊湊，布局更加合理，外觀簡潔精 美；減小了閥組的占地面積，提高了 SVC閥組的美觀性、可靠性，實現(xiàn)設備的免維護。
[0010] 2)觸發(fā)脈沖輸入信號經(jīng)直接光觸發(fā)晶閘管的觸發(fā)電路合成強觸發(fā)信號，確保參數(shù) 不一致的晶閘管都能可靠同時導通，采用激光觸發(fā)信號和光纖傳遞，完成對直接光觸發(fā)晶 閘管的觸發(fā)，抗干擾能力強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型光控晶閘管閥體立體結構圖。
[0012] 圖2是本實用新型光控晶閘管閥體主視結構圖。
[0013] 圖3是本實用新型觸發(fā)電路的原理框圖。
[0014] 圖4是本實用新型的激光管發(fā)射電路圖。
[0015] 圖中：1-晶閘管單元2-光纖槽單元3-吸收電容單元4-回報板單元5-光控晶 閘管元件6-基板7-熱管8-散熱片

【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對本實用新型的具體內(nèi)容作進一步詳細描述。
[0017] 見圖1、圖2,一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置，包括晶閘管單元1、光 纖槽單元2、吸收電容單元3、回報板單元4,光控晶閘管觸發(fā)電路。所述的光控晶閘管單元 由多個光控晶閘管元件5 (圖2)組成晶閘管串，每個光控晶閘管元件5與熱管散熱器基板 6連接，基板6與熱管7連接，散熱片8位于熱管7外部。
[0018] 見圖3,所述的光控晶閘管觸發(fā)電路包括光電轉(zhuǎn)換電路、2uS脈沖電路、10uS脈沖 電路、脈沖合成電路、激光管發(fā)射電路、光電隔離電路，光觸發(fā)脈沖信號通過光電轉(zhuǎn)換電路， 將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，一路經(jīng)過2uS脈沖電路，另一路經(jīng)過10uS脈沖電路，這兩個電路均 與脈沖合成電路輸入連接，脈沖合成電路輸出與光電隔離電路連接，光電隔離電路與激光 管發(fā)射電路連接，激光管發(fā)射電路輸出激光強觸發(fā)信號給直接光觸發(fā)晶閘管。
[0019] 見圖4,所述的激光管發(fā)射電路包括兩個三極管VII和V12、二極管D13、電容C25 和C26、電阻R17、R18、R19和R100?R109、激光管V101?V107,脈沖合成電路輸出的脈沖 信號，經(jīng)過三極管VII和V12的放大，電容C25和C26的濾波、二極管D13的保護、電阻R100、 R108、R109的限流，電阻R101?R107均壓后，通過激光管V101?V107發(fā)出激光強觸發(fā)信 號，通過激光光纖傳輸?shù)街苯庸庥|發(fā)晶閘管。
[0020] 所述的直接光觸發(fā)晶閘管的觸發(fā)電路工作原理是由控制柜發(fā)出觸發(fā)脈沖信號，經(jīng) 過光纖發(fā)送到觸發(fā)箱中的脈沖接收板，由直接光觸發(fā)晶閘管的觸發(fā)電路變成激光強觸發(fā)信 號，通過觸發(fā)的專用光纖，將激光強觸發(fā)信號送到光控晶閘管的門極，控制晶閘管的導通角 的大小，再來控制TCR電抗器電流的大小，也即是調(diào)節(jié)無功補償量的大小，配合FC容性無 功，最終實現(xiàn)無功補償，提高了觸發(fā)的可靠性，延長了系統(tǒng)的工作壽命。
[0021] 所述的直接光觸發(fā)晶閘管的觸發(fā)電路位于閥組室的兩個光控晶閘管閥組單元的 下方中間位置的觸發(fā)箱內(nèi)，因此大大地減少觸發(fā)光纖的用量，使系統(tǒng)的安裝簡單，維護方 便，抗干擾性強，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)的成本。
【權利要求】
1. 一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置，包括光控晶閘管單元、光纖槽單元、吸 收電容單元、回報板單元，光控晶閘管觸發(fā)電路，其特征在于，所述的光控晶閘管閥體由多 個光控晶閘管元件組成晶閘管串，位于閥體一側，每個光控晶閘管元件與熱管散熱器基板 連接，基板與熱管連接，散熱片位于熱管外部；所述的光控晶閘管觸發(fā)電路包括光電轉(zhuǎn)換電 路、2uS脈沖電路、10uS脈沖電路、脈沖合成電路、激光管發(fā)射電路、光電隔離電路，光觸發(fā) 脈沖信號通過光電轉(zhuǎn)換電路，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，一路經(jīng)過2uS脈沖電路，另一路經(jīng)過 10uS脈沖電路，這兩個電路均與脈沖合成電路輸入連接，脈沖合成電路輸出與光電隔離電 路連接，光電隔離電路與激光管發(fā)射電路連接，激光管發(fā)射電路輸出激光強觸發(fā)信號給直 接光觸發(fā)晶閘管。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種直接光觸發(fā)晶閘管的動態(tài)無功補償裝置，其特征在于， 所述的激光管發(fā)射電路包括三極管VII和三極管V12、二極管D13、電容C25和C26、電阻 R17、R18、R19和R100?R109、激光管V101?V107,脈沖合成電路輸出的脈沖信號，經(jīng)過三 極管VII和V12的放大，電容C25和C26的濾波、二極管D13的保護、電阻R100、R108、R109 的限流，電阻R101?R107均壓后，通過激光管V101?V107發(fā)出激光強觸發(fā)信號，通過激 光光纖傳輸?shù)街苯庸庥|發(fā)晶閘管。
【文檔編號】H02M1/092GK203850838SQ201420134757
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權日:2014年3月24日
【發(fā)明者】李治平, 馬寧, 李瀚文, 王麗 申請人:鞍山華夏電力電子設備有限公司