專利名稱：一種快速旁路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種快速旁路裝置，特別是涉及一種用于直流隔離裝置的快速旁路裝置，其具有改進(jìn)的反并聯(lián)的晶閘管。
背景技術(shù)：
當(dāng)高壓直流輸電(HVDC)系統(tǒng)處于大地回線運(yùn)行模式時(shí)，直流電流流經(jīng)大地并導(dǎo)致變壓器接地極附近的電位變化，進(jìn)而會(huì)在兩個(gè)鄰近變壓器的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生直流電勢(shì)差。由于交流系統(tǒng)的電阻值較小，故電勢(shì)差還會(huì)借助變壓器的中性點(diǎn)在交流系統(tǒng)中產(chǎn)生直流電流。如果直流電流過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致變壓器飽和并發(fā)生直流偏磁，從而使得變壓器溫度過(guò)高、諧波增加、噪聲增大，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞變壓器。為了解決這一問(wèn)題，人們?cè)谧儔浩鞯闹行渣c(diǎn)與接地極之間接入了電容器。電容器可以在允許交流電流通過(guò)的同時(shí)阻隔直流電流。然而，鑒于電容器所能承受的電壓是有限的，有必要并聯(lián)地使用一種快速旁路裝置來(lái)在電力系統(tǒng)故障或變壓器電涌時(shí)將電容器短路以防止電壓或電流超過(guò)電容器的極限值。由于晶閘管具有良好的電流控制能力且反應(yīng)迅速故被用于快速旁路裝置。其中， 反并聯(lián)的晶閘管由于能夠允許雙向的電流流動(dòng)被廣泛的采用。然而，晶閘管自身的半控特性決定了其不能通過(guò)向門極施加電信號(hào)來(lái)關(guān)斷。如果快速旁路裝置啟動(dòng)后有直流電流經(jīng)過(guò)晶閘管，那么即使在故障被排除或者電涌消失后晶閘管仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，這將導(dǎo)致晶閘管因過(guò)熱而損壞。實(shí)踐中，使用一預(yù)充電的外部電路在晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間施加一定的反向電壓來(lái)關(guān)斷晶閘管。這種方式盡管有效，但也存在以下缺點(diǎn)1)晶閘管可能因反向電壓過(guò)大而損壞；幻關(guān)斷性能可能受到外部電路的影響而使可靠性下降。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種快速旁路裝置，其能夠確保晶閘管的有效關(guān)斷并克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，且具有改進(jìn)后的反并聯(lián)的晶閘管。這通過(guò)本實(shí)用新型的一種快速旁路裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該快速旁路裝置包括一對(duì)陰極電相連的主晶間管、一對(duì)陰極電相連的輔晶間管、一對(duì)陽(yáng)極電相連的二極管、一電感器和一電容器。所述主晶間管和所述二極管構(gòu)成旁路電路，其中所述主晶閘管中的一個(gè)與所述二極管中的一個(gè)反并聯(lián)，而所述主晶閘管中的另一個(gè)與所述二極管中的另一個(gè)反并聯(lián)。所述輔晶閘管與所述旁路電路構(gòu)成回路，其中所述電感器和所述電容器串聯(lián)在所述主晶閘管的陰極和所述輔晶閘管的陰極之間。依據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述旁路電路與一主電容器并聯(lián)。依據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，所述主電容器為串聯(lián)在一變壓器的中性點(diǎn)和接地極之間的一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)電容。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)對(duì)晶閘管施加過(guò)大的反向電壓，且快速旁路的關(guān)斷性能更加可靠。

結(jié)合以下附圖，本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中相同的符號(hào)表示相同的部件或裝置圖1示意性地展示了并聯(lián)在主電容器Cm上的本實(shí)用新型的快速旁路裝置1，其中標(biāo)號(hào)相同的電位點(diǎn)的電位相同。參考符號(hào)列表1快速旁路裝置；L電感器；C電容器；Cm主電容器；D1、D2 二極管；T1、T2、T3、T4 晶閘管；Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4、Ρ5、Ρ6 電位點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
依據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，快速旁路裝置1如圖1中以虛線所示包括一對(duì)陰極電相連的作為主晶閘管的晶閘管Tl和Τ2、一對(duì)陰極電相連的作為輔晶閘管的晶閘管 Τ3和Τ4、一對(duì)陽(yáng)極電相連的二極管Dl和D2、一電感器L和一電容器C，其中晶閘管Tl與二極管Dl的陰極和陽(yáng)極以相反方向并聯(lián)于電位點(diǎn)Ρ5和Ρ3之間，而晶閘管Τ2與二極管D2的陰極和陽(yáng)極以相反方向并聯(lián)于電位點(diǎn)Ρ3和Ρ6之間。反并聯(lián)的晶閘管Tl和二極管Dl隨后又與反并聯(lián)的晶閘管Τ2和二極管D2串聯(lián)形成旁路電路，以在電力系統(tǒng)故障或變壓器電涌時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向?qū)?。晶閘管Τ3和Τ4的陰極電相連于電位點(diǎn)Ρ4而陽(yáng)極分別連接于電位點(diǎn)Ρ5 和Ρ6，并與前述旁路電路構(gòu)成回路。由一電感器L和一電容器C串聯(lián)而成的振蕩電路位于連接晶閘管Tl和Τ2的陰極的電位點(diǎn)Ρ3和連接晶閘管Τ3和Τ4的陰極的電位點(diǎn)Ρ4之間。 振蕩電路的電壓和電流頻率由電感器L的電感值和電容器C的電容值決定，且本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。晶閘管Τ3和Τ4、電感器L和電容器C共同構(gòu)成用于關(guān)斷晶閘管Tl和Τ2的關(guān)斷電路。鑒于一旦晶閘管Tl或Τ2關(guān)斷相應(yīng)的二極管Dl或D2就會(huì)導(dǎo)通， 故在此過(guò)程中晶閘管Tl或Τ2上的正向電壓為零。同時(shí)，由于包括最大關(guān)斷電流、關(guān)斷速率和正向電壓在內(nèi)的關(guān)斷性能僅由電感器L的電感值、電容器C的電容值以及預(yù)充電的電壓值來(lái)決定，而振蕩電路又不與外部系統(tǒng)耦合，從而使得快速旁路裝置1免于受到來(lái)自外部的不利影響，進(jìn)而讓晶閘管的關(guān)斷性能更加可靠。當(dāng)發(fā)生電力系統(tǒng)故障或變壓器電涌時(shí)，晶閘管Tl與二極管D2或者晶閘管Τ2與二極管Dl將主電容器Cm旁路。待電力系統(tǒng)故障或變壓器電涌消除后，由于無(wú)法通過(guò)控制晶閘管Tl和Τ2的門極來(lái)將它們關(guān)斷而致使其上仍有電流流過(guò)，故要借助關(guān)斷電路來(lái)關(guān)斷晶閘管Tl和Τ2。以關(guān)斷晶閘管Tl為例，要事先對(duì)電容器C充電，其中電容器C的正極靠近電感器L而負(fù)極靠近電位點(diǎn)Ρ4。通過(guò)觸發(fā)門極可將晶閘管Τ3導(dǎo)通進(jìn)而讓電容器C放電以將反向電壓施加于晶閘管Tl上。隨后，晶閘管Tl上的電流將逐漸減小，而振蕩電路中的電流則逐漸增加，其中電流減小和增加的速率由振蕩電路的諧振頻率而定。當(dāng)振蕩電路中的電流大小超過(guò)晶閘管Tl的初始電流時(shí)，晶閘管Tl上的電流將變?yōu)榱闱揖чl管Tl將自行關(guān)斷。 此后，二極管Dl被導(dǎo)通且電容器C將持續(xù)放電而振蕩電路中的電流會(huì)持續(xù)升高直至電容器 C上的電能完全耗盡。當(dāng)諧振電流達(dá)到峰值后，電流將以相反的極性對(duì)電容器C充電直至電流減小為零時(shí)，晶閘管T3也將自行關(guān)斷。要關(guān)斷晶閘管T2，只須以與關(guān)斷晶閘管Tl的初始狀態(tài)相反的極性來(lái)對(duì)電容器C充電，S卩電容器C的正極靠近電位點(diǎn)P4而負(fù)極靠近電感器 L,并在充電完成后觸發(fā)晶閘管T4，這樣晶閘管T2就可以類似晶閘管Tl的方式被關(guān)斷。依據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式，還可將快速旁路裝置1進(jìn)一步如圖1所示與一主電容器Cm并聯(lián)。此時(shí)，連接在變壓器的中性點(diǎn)Pl和接地極P2之間的主電容器Cm與快速旁路裝置1旁路電路并聯(lián)，即主電容器Cm的兩端分別連接于電位點(diǎn)P5和P6，其中主電容器 Cm可以為串聯(lián)在一變壓器的中性點(diǎn)Pl和接地極P2之間的一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)電容。盡管以上展示了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是所述實(shí)施方式不旨在展示本實(shí)用新型的所有可能的形式。此外，本說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容是描述性的，而非限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容作出各種變化和修改，而不偏離本實(shí)用新型的主旨和權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求1.一種快速旁路裝置(1)，其特征在于，包括一對(duì)陰極(p;3)電相連的主晶閘管T1、T2、 一對(duì)陰極Ρ4電相連的輔晶閘管Τ3、Τ4、一對(duì)陽(yáng)極Ρ3電相連的二極管D1、D2、一電感器L和一電容器C，所述主晶閘管T1、T2和所述二極管D1、D2構(gòu)成旁路電路，其中所述主晶閘管中的一個(gè) Tl與所述二極管中的一個(gè)Dl反并聯(lián)，而所述主晶閘管中的另一個(gè)T2與所述二極管中的另一個(gè)D2反并聯(lián)；所述輔晶閘管T3、T4與所述旁路電路構(gòu)成回路，且所述電感器L和所述電容器C串聯(lián)在所述主晶閘管Tl、T2的陰極P3和所述輔晶閘管T3、T4的陰極P4之間。
2.如權(quán)利要求1所述的快速旁路裝置(1)，其特征在于，所述旁路電路與一主電容器Cm 并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的快速旁路裝置(1)，其特征在于，所述主電容器Cm為串聯(lián)在一變壓器的中性點(diǎn)Pl和接地極P2之間的一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)電容。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種快速旁路裝置，包括一對(duì)陰極電相連的主晶閘管、一對(duì)陰極電相連的輔晶閘管、一對(duì)陽(yáng)極電相連的二極管、一電感器和一電容器，其中所述主晶閘管和所述二極管構(gòu)成旁路電路，其中所述主晶閘管中的一個(gè)與所述二極管中的一個(gè)反并聯(lián)，而所述主晶閘管中的另一個(gè)與所述二極管中的另一個(gè)反并聯(lián)；所述輔晶閘管與所述旁路電路構(gòu)成回路，其中所述電感器和所述電容器串聯(lián)在所述主晶閘管的陰極和所述輔晶閘管的陰極之間。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)對(duì)晶閘管施加過(guò)大的反向電壓且快速旁路的關(guān)斷性能更加可靠。
文檔編號(hào)H02H9/04GK202111468SQ20112020211
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者吳學(xué)智, 姚吉隆, 宋英華, 趙研峰 申請(qǐng)人:西門子公司