摘要：基于晶闸管的直流可控避雷器是混合级联特高压直流输电系统的关键设备,而晶闸管控制单元(thyristor control unit,TCU)作为其核心开关器件晶闸管的驱动控制装置,对于直流可控避雷器晶闸管的可靠运行起到十分重要的作用。直流可控避雷器的晶闸管工作在高压直流的条件下,其TCU的设计有别于常见的工作于交流电压条件下的晶闸管阀。文中首先介绍了直流可控避雷器的工作原理,接着分析了可控避雷器晶闸管TCU的工作原理,将TCU分为五大电路功能模块,并给出了各个电路功能模块的设计方案,实现了直流工况下晶闸管的触发控制。根据某实际工程直流可控避雷器提出的TCU设计需求,设计了样机,并通过试验验证了设计的合理性。

摘要：可控避雷器晶闸管阀主要由反并联晶闸管对串联而成,为保证各个晶闸管承受电压的一致性,必须采取适当的均压措施。根据晶闸管阀串联均压的技术要求,利用电力电子系统设计程序,对传统RC均压方法的可行性进行了计算分析。研究得出RC均压方法可能严重破坏可控避雷器的静态电位分布,不适用于晶闸管阀。提出采用晶闸管与金属氧化物电阻片一对一并联的均压方法,利用金属氧化物电阻片良好的非线性伏安特性限制晶闸管的过电压,并对电阻片的均压效果进行了仿真计算。结果表明,合理选择电阻片的串、并联数和尺寸参数,可以将串联晶闸管的开通过冲电压均限制在要求的范围内。

摘要：可控避雷器技术可以深度限制电力系统操作过电压,而该技术实用化的关键是其控制元件的简单可靠。为此提出一种新的触发型间隙作为控制元件,该间隙无需外部触发信号和能量,仅利用避雷器自身动作电流实现触发导通。以限制特高压交流合空线过电压为典型应用,可控比取10%,首先确定间隙参数并建立间隙模型,通过仿真分析研究间隙方案的限压效果及触发特性,然后提出间隙结构并设计原理样机,通过样机试验验证间隙触发功能及模型的正确性,最后综合仿真和试验结果,确定间隙方案可行性。研究结果表明:提出的触发型间隙能够在0.87倍额定电压下可靠触发导通,典型触发时延为33~333μs,且过电压波前越陡时延越短。间隙特性满足应用要求,该间隙方案用于可控避雷器具有技术可行性。

摘要：针对电力系统中的过电压问题,对过电压保护装置进行分析,设计了一种可控避雷器的晶闸管开关,充分利用了电压过零触发、电流过零切除、开关无触点、响应速度快等晶闸管特性。和机械断路器相比,晶闸管开关的操作寿命几乎是无限的,而且晶闸管的投切时刻可精确控制,以减少投切时的冲击电流和操作过电压。通过仿真和各项试验,充分验证了晶闸管开关系统的稳定性、可靠性和安全性,为过电压保护装置结构提供一种设计方法。

摘要：晶闸管型可控避雷器可自适应深度抑制特高压系统操作和雷电过电压水平,对于降低系统关键设备绝缘造价具有重要作用。晶闸管阀开关需集成于瓷套内部,而瓷套内径及供电绝缘距离的限制使得晶闸管传统的光电触发方式不再适用。因此,研发适用于该工况的触发电路是可控避雷器功能实现的关键。在此基于击穿二极管(BOD)器件特性设计了一种体积紧凑、经济性高的无源双向触发电路,生产实物后开展了雷电、操作暂态冲击验证试验。试验结果表明,潜在因素对触发电路响应特性的影响可忽略不计,触发电路能够在阈值下可靠导通,且实物满足瓷套内径体积限制,该触发电路适用于可控避雷器。

摘要：提出了同站布置的混合级联特高压直流输电技术,并设计了该拓扑的直流滤波器、可控避雷器和快速旁路开关等关键设备及混合级联协调控制策略。为验证该技术的工程可行性,搭建了含真实一次和二次系统的低电压等级的动模平台,该动模平台不仅包含直流线路、换流阀、换流变、控保装置等常规直流设备,而且包含可控避雷器和快速旁路开关等特有设备,可准确模拟出该拓扑的实际特性。在动模平台上验证了系统的启停、阀组投退、故障穿越特性,动模平台的试验结果表明,混合级联直流方案启停平滑、运行方式灵活、故障穿越可靠,符合设计指标,具备工程可行性。