论文部分内容阅读
随着敏感负载和高科技技术设备的增加,用户对电能质量要求越来越高,同时,大量的非线性和冲击型负荷的投入给电力系统的供电质量带来了不利的影响,电能质量问题成为亟待解决的问题之一。定制电力技术作为为特定用户提供稳定可靠的电力供应技术,一经提出,就引起了国内外学者的广泛关注。固态切换开关(Solid State Transfer Switch)是定制电力技术设备的重要组成之一,由晶闸管阀和真空断路器并联构成,晶闸管阀的正常工作是保证固态切换开关正常运行的关键技术之一。本文主要研究串联晶闸管的均压和同步触发问题。在研究晶闸管动态开关特性、静态阻断特性以及相应的晶闸管电荷控制模型的基础上,分析了固态切换开关工作时串联晶闸管阀产生不均压的原因,提出了均压方案,静态均压采用电阻进行均压,动态均压则采用吸收电路的形式进行均压,搭建阻容吸收模型并通过理论分析、公式推导来说明所提出的均压方案的合理性。最后通过Saber仿真软件搭建了两个晶闸管串联均压的模型,通过对比均压前后晶闸管两端电压波形来验证均压方案的有效性和准确性。通过对比了三种触发方式的优缺点并根据固态切换开关的实际应用场合的需要,采用了光电触发方式来触发晶闸管。光电触发采用的五脉冲编码方式,较三脉冲编码更能反应晶闸管工作时的状态信息。其主要由阀基电子设备(Valve Base Electronics)、光电信号转换、光电信号传输系统以及晶闸管电子板(Thyristor Electronics)构成。晶闸管电子板(TE)位于高压侧部分,主要完成对晶闸管触发、电压检测、BOD保护以及电压变化率(du/dt)检测功能,利用Saber和QuartusⅡ仿真软件验证了各检测电路以及触发电路的准确性。阀基电子设备(VBE)位于低压侧部分,包括双脉冲发生器、单脉冲发生器、时序指示器、du/dt保护逻辑电路等几部分,利用QuartusⅡ仿真软件验证了阀基电子设备的触发系统能完成单脉冲、双脉冲以及回报信号的产生,说明了触发方案的准确性。基于上述理论分析,搭建三个晶闸管串联均压实验平台,采用分散性在50ns以内的触发信号,对静态和动态均压前后的数据波形进行了对比分析。实验数据表明本文提出的均压方案能够有效解决串联晶闸管的不均压问题,有效地抑制了过电压的产生,具有简单有效,实用性强,经济适用的良好性能。串联晶闸管均压和光电触发方案的理论分析可以应用在各种使用串联晶闸管的地方,应用前景可观。