两种特高压直流输电用晶闸管控制单元工作原理分析对比

晶闸管控制单元是特高压用晶闸管换流阀的核心器件,其主要功能是实现阀控和换流阀之间信号的光电转换,完成对换流阀的触发、保护、状态检测等功能。笔者对目前主要采用的两种晶闸管控制单元设计理念和原理进行了研究,并从取能方式、正向保护触发原理、阀塔布置3个方面对两种板卡性能进行了介绍和对比,对今后开发性能更稳定可靠的高电位板具有理论和实际的指导意义。     

最新特高压晶闸管

研究使晶闸管有效面积比极大化的阴极图形及结终端结构设计和工艺技术,实质性提高特高压(UH-V)晶闸管综合性能参数水平,易于折中协调突出重点性能参数。研制成6.3 kA/7.5 kV及5.5 kA/8.5 kV最新UHV晶闸管,可完全满足最新+800 kV,6.25 kA,10 GW及±1 100 kV,5.5 kA,12.1 GW换流阀的应用要求。     

特高压直流碳化硅晶闸管阀损耗探讨

碳化硅是发展最为成熟的新型宽禁带半导体材料,且碳化硅功率器件近期已开始代替常规的硅基器件。以典型的±800 kV,额定电流为5 kA的高压直流输电工程为实例,建立了换流阀基本组件的电气模型,用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了换流器仿真电路,研究碳化硅晶闸管在高压直流换流阀中的应用。对基于碳化硅晶闸管和普通硅晶闸管的直流换流阀电气特性和损耗进行仿真结果比较。计算结果表明:用碳化硅晶闸管来代替传统的硅晶闸管,可以在不同的触发角和工况下大幅减少系统的功率损耗。最后估算了在直流工程中使用碳化硅晶闸管阀带来的经济效益。     

耐高温硅橡胶在电连接器上的应用

Ｓ型耐环境电连接器应用天津大学材料系研制的耐高温、高绝缘硅橡胶作界面密封件，取得了良好的效果。连接器可在－６０￣３００℃范围内长期使用，各项性能指标均符合标准要求。     

特高压换流站晶闸管控制单元回检信号异常问题分析

晶闸管是特高压换流站运行的核心设备,晶闸管控制单元是晶闸管级的关键元件.针对某特高压换流站运行过程中频繁发生监控后台报晶闸管故障并反复复归问题,分析了晶闸管故障现象和判定逻辑,并进行了TCE回检信号光功率的测试.根据测试结果,明确是晶闸管控制单元回检信号光功率不足导致回检信号异常.阀控系统上报晶闸管故障,及时排除了晶闸管级元件的安全隐患,保障了特高压换流站的安全稳定运行.     

直接光控晶闸管在脉冲电源上的应用

具有集成保护功能的直接光控晶闸管（LTT）是得到了广泛应用，这种晶闸管是为高压直流输电（HVDC）而开发的，通过改进门极结构，光控晶闸管也可用于大功率脉冲电源上，由于采用了直接光触发，LTT特别适用于串联应用。     

特高压直流输电晶闸管阀成套运行试验装置研制

成套运行型式试验装置是实现特高压直流输电(ultra high voltage direct current transmission,UHVDC)晶闸管阀研发和工程应用的基础和前提条件,在遵循IEC60700-1标准,在调研现有相关试验装置和比较试验方法的基础上,研制一套采用双注入合成试验方法的UHVDC晶闸管阀运行试验装置,为我国UHVDC晶闸管阀的研发与工程应用提供了试验支撑。介绍该装置的主回路拓扑,试验回路的工作原理及其参数设计,控制保护系统设计及其保护策略,并给出了相关试验结果,结果表明,该试验装置的研制是成功的,满足UHVDC晶闸管阀研发的需要。     

最佳结构6英寸UHVDC晶闸管

经过对各种高压电力半导体器件实用模型的分析,设计了长、短基区最薄,P区径向变掺杂的一种双负角6英寸晶闸管,该晶闸管具有在获取一定高电压的同时能获取最大通态电流、最佳协调各动静态参数的唯一性.以特高压直流输电(UHVDC)应用要求为最终目的,对制造工艺实施必要的少数载流子寿命分布全程二维监控,研究获得高质量的工艺加工水平及高精度、高均匀性的目标寿命控制.经设计及工艺定型后,最终形成了批量生产.     

特高压晶闸管阀运行试验控制保护系统研发

为了更加有效地满足IEC60700-1标准规定的特高压晶闸管阀的试验要求,保证晶闸管阀运行试验回路的可靠、稳定运行,设计了一套控制保护系统。该系统由控制/保护主机、人机接口、触发脉冲控制装置、模拟量测量等功能模块组成,系统内的PCI总线、CAN总线和TDM总线用于各功能部分之间的数据传输。系统对试验回路的电流源/电压源和辅助设备独立控制、触发脉冲参数灵活配置、试验项目自动切换,整个试验过程灵活、稳定;保护系统实时监视系统运行状态,对一次回路提供全面、有效的保护,保证一次设备的安全。运行试验系统的试验结果满足各项试验要求,证明了控制保护系统的可靠性和有效性,为我国特高压晶闸管阀以及相关领域的研究和开发提供了坚实的基础和平台。     

集成触发保护UHVDC光控晶闸管

设计制造了5英寸7.5kV光控晶闸管.采用中心对称P型变掺杂技术设计制造光敏区时,在从中心到阴极边界的区域内集成化引入了过电压及电压高上升率保护性触发功能,以及径向开通电流密度控制功能.该晶闸管在正向断态电压或其上升率超过安全限时,能自动进入安全的门极触发开通过程.使器件免受过电压击穿或局部dV/dt开通损毁.满足±800kV特高压直流输电(Ultra High Voltage DC,简称UHVDC)系统电路简化、可靠性高、稳定性高的应用要求.     

硅橡胶复合套管在断路器电容器上的应用

简要介绍了500kV及以下电压等级的硅橡胶复合套管的断路器电容器的研制,以及经过型式试验并挂网运行的良好状况。对硅橡胶复合套管的优缺点进行了简要的论述和经济分析。     

硅橡胶复合套管在断路器电容器上的应用

简要介绍了500kV及以下电压等级的硅橡胶复合套管的断路器电容器的研制,以及经过型式试验并挂网运行的良好状况。对硅橡胶复合套管的优缺点进行了简要的论述和经济分析。     

晶闸管整流技术在贵州铝厂的应用

本文介绍世界上最大功率的晶闸管整流设备，探讨该设备在运行中的问题及其解决措施。     

哈密南—郑州特高压直流输电工程晶闸管阀设计与试验

为追求更高的传输效率,特高压直流输电技术在我国长距离传输清洁能源方面的作用日益显著,哈密南—郑州±800 kV/5 000 A特高压直流输电工程的额定容量为8 000 MW,是目前世界上已投运的容量最大的特高压直流输电工程之一。换流阀作为其关键设备,在电能的交直流转换中至关重要,因此,在投运前必须进行仔细设计和严格试验,以确保其安全可靠运行。详细介绍了哈密南—郑州特高压直流输电工程采用的A5000型换流阀的设计与型式试验,包括电气回路、散热系统、机械结构的设计,试验电路以及试验的实施。试验结果表明所有的试验项目满足IEC 60700-1标准和工程技术规范的要求,验证了A5000换流阀应用于该工程的合理性。