[发明专利]一种半导体阀触发时序的同步切换方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子自动化领域，具体涉及一种换流阀运行试验装置中阀触发时序的同 步切换方法。

背景技术

大规模电力电子装置广泛应用于灵活交流输电(FACTS)、高压直流输电(HVDC)及其它 工业领域。这些电力电子装置的主电路中均会包括不同种类、不同数量的多个半导体阀。这 些半导体阀由专门的自动化设备，阀控制系统来触发和控制。阀控制系统按照特定的时间顺 序来触发或关断(适用于IGBT、MOSFET等全控器件)这些半导体阀，这种时间顺序通常成为 触发时序。

为了实现某些复杂而特殊的功能，阀的触发时序应能够在装置带电工作时发生变化，而 不是退出装置重新设置时序后再投入运行。为了保证装置的安全性和可靠性，就要求各个半 导体阀必须在同一时刻完成触发时序的切换。

HVDC换流阀的运行试验装置就是上述情况的一个典型实例。HVDC换流阀运行试验装 置用于测试阀在最恶劣运行条件和故障条件下的性能，是完成换流阀型式试验的必需装置。 试验装置由电阻器、电抗器、电容器及多个大容量半导体阀组成，为区别于被试的HVDC换 流阀，通常称这些半导体阀为“辅助阀”。为了完成运行试验的各个项目，辅助阀和试品阀都 需要按照特定的触发时序来工作，从而在试品阀上产生试验所要求的电压、电流和热强度。 每次试验，装置都需要经历启动、调整、正式试验和退出等环节，而且，某些试验项目要求 在其它项目完成后立即开始，而不允许退出运行重新设置后再行试验。因此，阀的触发时序 必须能够根据试验的进展切换，而且，所有阀的触发时序必须在同一时刻完成切换。

中国发明申请200610064919.2公开了一种过电流试验装置中晶闸管触发时序，过电流试 验装置包括加热阀、试品阀和谐振阀，还包括加热回路和充电回路，充电回路两端并联谐振 电容；过电流试验装置中各个晶闸管的具体触发时序是：试品阀的结温达到设定值后的t1时 刻，停止对加热阀进行触发；检测到加热阀可靠关断时为t2时刻，此时，连续触发或者宽脉冲 触发正向谐振阀；当正向加压过程持续不超过20ms后的t3时刻，同时触发谐振阀和试品阀， 从而产生很大谐振电流；在试品阀将要关断的时刻t5之前，不超过10ms范围内的时刻t4起， 开始连续触发或者宽脉冲触发反向谐振阀。

发明申请200610064919.2提出了一种触发时序，该触发时序能够改变过电流试验装置发 出的电压、电流波形。但是，本发明所述方法与发明申请200610064919.2的技术内容之间存 在本质差异，就适用范围而言，本发明存在明显优势。具体内容如下：

(1)发明申请200610064919.2提出的是一种专用的触发时序，这种触发时序的存在价 值在于：能够在该申请所述电路中产生要求的电压、电流等波形。本发明提出的 是一种具有普遍意义的控制方法，这种方法能够使电力电子装置中的阀由一种触 发时序切换到另一种触发时序，而且，各个阀的切换时刻能够保持严格同步。

(2)发明申请200610064919.2所提出的触发时序仅适用于过电流试验装置这个特定的 电力电子电路。本发明所述方法尽管已在换流阀运行试验装置中获得成功应用， 但普遍适用于任何有这样功能要求的电力电子装置。

(3)发明申请200610064919.2所提出的触发时序是一种具体的阀触发时序，或称为一 种变换的流程。本发明所述方法适用于任何时序之间的同步切换；例如：为实现 特定的功能，某电力电子装置具有4种(或其它任意多种)触发时序，时序1、时序 2、时序3和时序4，采用本方法，可以在各个时序之间随意切换，无需考虑时序 编号顺序。

发明内容

本发明提供了一种阀触发时序的同步切换方法。该方法通过一套阀控制系统来实现。该 系统包括总控单元、回检单元和各阀的阀基电子单元(VBE)。总控单元用于接收外部下达的 触发时序切换命令，并调度整个时序切换过程。各VBE单元用于校验总控单元选定的触发时 序，在校验正确后向回检单元返回回报信息，并根据选定的触发时序来触发或关断对应的阀。 回检单元用于接收各个VBE单元的正常回报，汇总后，将回报信息返回总控单元。该方法能 够满足换流阀运行试验装置或其它大型电力电子装置在同步切换阀触发时序(或其它工作模 式)方面的要求。

本发明提出了一种阀触发时序的同步切换控制系统，该系统包括总控单元、回检单元和 各半导体阀的阀基电子单元VBE；