[发明专利]一种基于集成电路的光控换流阀晶闸管电压监测单元

说明书

本发明公开一种基于集成电路的光控换流阀晶闸管电压监测单元，晶闸管电压监测单元，安装于换流阀组件内的晶闸管级两端，可完成晶闸管负向电压建立、正向电压建立，以及正向过电压的实时监测与回报功能。该晶闸管电压监测单元，应用集成电路技术，元器件个数少，成本低，体积小，检测精度和可靠性高，回报信号一致性好。此外，产品无需额外配置取能接口，工作电压低，接线简单，安装和后期维护便捷。

技术领域

本发明属于高压直流输电工程技术领域，涉及一种基于集成电路的光控换流阀晶闸管电压监测单元。

背景技术

晶闸管电压监测单元(thyristor voltage monitoring,TVM)是光控换流阀设备核心部件，主要用于检测晶闸管级电压，并通过光纤适时回报电压监测信号，以配合换流阀控制系统，实现晶闸管元件的触发、监测与保护。

现有TVM产品基于分立电子器件设计，所用元件器数量多，产品体积大，成本高，且易受元器件参数分散性影响，工作一致性较差。此外，现有产品功耗较大，需额外配置取能接口，通过晶闸管级阻尼均压回路取能，从而导致产品工作电压高，外部接线复杂，安装和后期维护不便。同时，现有TVM产品将大功率直流均压电阻置于板卡内部，工作时电阻温度较高，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于集成电路的光控换流阀晶闸管电压监测单元，以解决现有产品成本高，体积大，工作一致性差，工作电压高，安装和后期维护不便，以及直流均压电阻温升高等不足。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于集成电路的光控换流阀晶闸管电压监测单元，电压监测单元采用集成电路技术，包括滤波和浪涌抑制模块、过电压监测模块、电压过零监测模块、整流和取能模块、电源转换模块、回报脉宽控制及信号生成模块、电源电压检测模块以及光发射模块；

滤波和浪涌抑制模块一端以及过电压监测模块经直流均压电阻RDC连接于晶闸管阳极，滤波和浪涌抑制模块另一端连接于晶闸管阴极，滤波和浪涌抑制模块用以抑制高频干扰和浪涌冲击，过电压监测模块负责晶闸管级正向过电压检测；

整流和取能模块、电源转换模块以及电源电压检测模块共同构成TVM板的电源回路，整流和取能模块经直流均压电阻RDC连接于晶闸管阳极，实现正向电压和负向电压双向取能；电源转换模块用于电源电压转换和稳压，电源电压检测模块用于检测电源电压；

电压过零监测模块连接于整流和取能模块，用于监测晶闸管级正向和负向电压；

回报脉宽控制及信号生成模块连接于过电压监测模块和电压过零监测模块，用于产生不同脉宽的回报信号；

光发射模块连接于回报脉宽控制及信号生成模块，用于实现回报信号的光电转换。

进一步，滤波和浪涌抑制模块由低通滤波器和瞬态抑制二极管组成，过电压监测模块由分压电路和电压比较器组成。

进一步，整流和取能模块由桥式整流电路、储能电容和稳压电路组成，电源转换模块由DC-DC降压电源芯片及附属电路组成，电源电压检测模块则由分压电路和电压比较器组成。

进一步，电压过零监测模块由分压电路和电压比较器组成，电压过零监测模块，整流和取能模块采用分时工作策略，两模块工作时间受晶闸管级电压控制。

进一步，回报脉宽控制及信号生成模块由单稳态触发器和附属电路组成，单稳态触发器连接于电源电压检测模块，受电源电压检测模块所发使能信号控制。

进一步，光发射模块由发光二极管和控制电路组成。

本发明的晶闸管电压监测单元，具有以下技术特点：