基于高压阀的晶闸管光电触发与在线监控系统

　　0 引言

　　随着电力电子技术的发展，晶闸管的应用日益广泛，应用场所的电压等级也越来越高，这对晶闸管的触发和监控系统提出了更高的要求。传统的电磁触发与监控系统已经无法满足现有高电压串联阀组的要求。本文旨在介绍一种全新的适用于高压系统的晶闸管光电触发和监控系统。

　　1 晶闸管触发与在线监控系统在电力电子装置中的作用

　　晶闸管由于耐压有限，常常需要串联使用，但是，由于触发系统和晶闸管本身参数的分散性，会导致串联阀中各个晶闸管开通的时刻不尽相同，造成阀中元件承受的电压强度差别较大;考虑到元件固有的耐压和耐受过电压的脆弱、dv/dt和di/dt承受能力差等特点，必将造成晶闸管的损坏，影响装置的可靠运行。因此为了保证阀的安全，进而保证装置的可靠运行，串联阀对触发系统提出了较为苛刻的要求：触发脉冲必须有良好的同时性，一定的前沿陡度和足够的幅度。这样才有利于阀中串联晶闸管的同时导通，减少单个晶闸管承受的电压强度，确保晶闸管的安全运行。同时为了进一步提高装置的可靠性，还必须要实时监控晶闸管的状态，因此还需要触发系统具有对晶闸管在线监控的功能。

　　2 晶闸管触发与在线监控系统方案比较

　　随着电力电子技术的发展和光电技术的日趋成熟，晶闸管触发与在线监控技术也经历了巨大的飞越。初期的晶闸管触发和监控几乎都是采用电磁方式。这种方式普遍采用脉冲变压器来实现高低电位的隔离和信号传输，但是电磁触发和监控方式具有以下的缺点：

　　(1)脉冲变压器的漏感将减小触发脉冲的陡度，影响晶闸管的开通，特别是当电压等级较高时。

　　(2)当阀组电压等级高时，脉冲变压器要求的绝缘也随之增加，导致脉冲变压器成本增加，且难以实现。

　　(3)脉冲变压器原副边存在分布电容，这样就形成一个高频干扰通道，在高电压、大电流应用场合，当换相时，容易引起触发系统误动作，从而造成元件损坏。

　　(4)晶闸管状态监控难以实现或成本太高。由于阀组是高电位，而控制系统是低电位，因此要将高电位的晶闸管状态反馈送到低电位，需要考虑绝缘，同样存在成本高和高低压隔离的技术问题。正是由于电磁触发与监控系统存在的种种问题和不足，因此提出了一种新的晶闸管触发和在线监控方式——光电触发和监控。

　　相比传统的电磁触发和监控系统，光点触发和监控系统具有以下的优点：

　　(1)系统将光纤作为信号传递的介质，达到触发系统和控制系统的高低压电位的隔离，更容易达到实现晶闸管的触发和状态监控的目标。