天广直流-可控硅换流阀.pdf

可控硅换流阀可控硅换流阀 天广直流工程概况天广直流工程概况 可控硅换流阀组是换流 站完成将交流电转换为直流 电（或直流转交流）的整流 元件为降低谐波，将两组 三相桥（6脉动）串连形成 12脉动阀组，两组三相桥与 交流系统的连接相差30角 阀组接线如右图所示 一、可控硅阀一、可控硅阀 AC1 AC2 DC DC 12脉动阀组 可控硅元件的型号为：T1501 N75 T00 S34 可重复峰值断开状态电压 ：7500 V 连续接通状态电流：1800 A 换流阀组过负荷能力： 连续过负荷电流：1957 A 2小时过负荷接通状态电流：1980 A 3秒过负荷电流：2773 A 1、天广直流可控硅元件性能、天广直流可控硅元件性能 阀厅阀塔图阀厅阀塔图 可控硅换流阀为悬吊式四重阀塔式结构每极阀厅内 悬吊三个四重阀塔，阀塔顶部为地电位（0V），底部为高 电位（500kV）空气绝缘 每个多重阀单元(即四重阀塔)有四个阀（桥臂），每 个四重阀塔由左右两边、上下6层、共12个模件组成。

每个阀由三个可控硅模件组成为避免阀遭受外部过 电压的侵害，每个阀并联一个阀避雷器 每个可控硅模件由两个阀层组成，每个阀层（VS）由13 个可控硅级（TL）、一个均压电容和4个电抗器并联组成 每个阀有78个可控硅元件，其中3个备用，每极有936只， 双极共计1872只每极＝3相4重阀3可控硅模件2 阀层13可控硅级＝936只，双极1872只 2、可控硅阀的组成、可控硅阀的组成 （（1）换流器阀组的组成）换流器阀组的组成 换流器阀组包括： •12脉动阀组触发、监 视系统 •可控硅阀过电压保护 －冲击避雷器 •阀基电子设备（VBE） •冷却系统 a.c. a.c. VBEHeat exchanger DC DC 换流器阀组 （（2）四重阀示意图）四重阀示意图 四重阀包括4个阀，每 个阀分为3个模件 （（3）阀的组成）阀的组成 阀Valve（包括3个模件Valve Section） 1个模件VS包括： 26个TL（Thyristors Level） 8个电抗器（Valve Reactor ） 2个分级电容器（Grading Capacitor ） 可控硅元件TL （（4）模件示意图）模件示意图 模件所包括元件：模件所包括元件： 每个可控硅模件包括： • 26个可控硅级（TL）。

组合在2个阀层内，每个阀层包含 13个TL • 8个阀电抗器，用于限制可控硅的侵入电流和电压上升率 水冷型 • 2个分级电容器，在冲击电压时平衡一个四重阀内4个阀的 电压分配 • 冷却回路的水管 3、阀的漏水检测：、阀的漏水检测： 在每个四重阀塔的左、右塔底部的屏蔽罩各有一个收集 漏水的小水箱通过水箱中的浮子监视漏水量，分为告警和 跳闸两级如果水位上升使浮子中断第一级光栅，漏水信号 就通过VBE送相应的告警信号到极控和VBE打印机如果水 位到达第二级，则会通过VBE发跳闸信号到直流保护系统 漏水1段： 不严重需加强监视 漏水2段： 严重换流器跳闸需要立即处理 4、阀塔避雷器监视：、阀塔避雷器监视： 避雷器监视器直接安装在阀塔避雷器上，它测量避雷器 电流，发送的信号为光脉冲在没有检测到的避雷器泄漏电 流在0.8 -5 mA 之间时，将发送10 Hz的3 s长的光脉冲当 泄漏电流 6 mA 或冲击电流脉冲 50 A ，则发送的光脉冲 的频率变为80 Hz这时，VBE（通过光导接受到这个光脉 冲）发送信息“ARRESTER SURGE CURRENT PHASE ARRESTER F ”（某相避雷器的冲击电流 ）到打印机。

如果80 Hz模式超过预设时间，告警“EXCESSIVE ARRESTER LEAKAGE CURRENT”打印，并送到极控这 个跳闸“TRIP”信号送到极保护 二、阀控制系统二、阀控制系统 阀控系统由可控硅电子设备（TE）、阀基电子设备 （VBE）、光纤信号传输系统组成其功能是保证可靠触 发可控硅、保护可控硅，并监测可控硅及其连接设备，保 证可控硅的安全、稳定运行 1、可控硅电子设备、可控硅电子设备TE（（Thyristor Electronics）） 每个可控硅由一块TE板触发、保护和监测，来自VBE 的控制光脉冲由TE板接收并处理，在可控硅运行期间，TE 板检测可控硅的运行状态，并产生一个回报信号经光缆传 送至VBE能对可控硅进行du/dt检测和BTC后备触发保护 每个阀有78只TE板（即每个可控硅元件都有自己的TE板） TE板没有任何软件，也不需要进行任何调整 Picture of Thyristor Electronics Board TE（（Thyristor Electronics Board））外形图外形图 L o g ic 6 0 V 9 V R C K H K G A X 2 .A 1 X 1 .A 1 /A 4 X 1 .A 5 X 1 .A 3 X 1 .A 2 1 2 3 4 5 6 7 X 4 X 3 1: Light receiver 5: Gate pulse amplifier 2: Light transmitter 6: Backup trigger circuit 3: Thyristor voltage detection 7: Energy supply 4: Logic TE框图 TE 框图框图 2、、VBE 每极的阀基电子设备（VBE）由六个可控硅控制单元 (TC)、一个可控硅监测单元(TM)、一个SU200单元、一个 电源单元及相关的继电器等部分组成。

VBE：：TC和和TM 可控硅控制单元(TC) 接收来自极控的触发信号，触 发可控硅，实现与TE板的对话，监视可控硅级的运行状 态，并实现阀的漏水检测和阀避雷器检测每个阀有两 套独立的可控硅控制单元(TC) 可控硅监测单元(TM)收集可控硅及换流阀状态信息， 将其送至打印机，并经SU200送至极控，还能产生一个送 至极直流保护的跳闸信号 一套可控硅监视单元(TM)的两个中央处理机共用一 台终端打印机，用于打印记录全部监测结果一台微处 理机的输出结果打印在纸的左边，另一台打印在纸的右 边，打印格式完全相同 Pole ControlPrinter Valve Base Electronics TM (-A8) TC (-A4) TC (-A5) TC (-A6) TC (-A2) TC (-A3) TC (-A1) Fiber optics cablesFiber optics cables 阀与阀与VBE的联接示意图的联接示意图 阀与VBE的联接示意图 Tower A Tower B Tower C POLE CONTROL A AND B THYRISTOR - MONITORING B THYRISTOR - MONITORING A OPTO COUPLER THYRISTOR- CONTROL A THYRISTOR- CONTROL B THYRISTOR- ELECTRONICS 1 THYRISTOR- ELECTRONICS 78 8 8 TRANSMITTER A TRANSMITTER B RECEIVER A/B 1 2 2 OPTICAL SIGNAL- TRANSMISSION 1 Pulse Telegram 2 Report Signals 3 Trigger Command 4 Negative Voltage 8 Serial Data Link LEAKAGE DETECTOR ARRESTER LEAKAGE DETECTION ARRESTER MONITORING < < < > > > SU200 OPTO COUPLER 8 VALVE BASE ELECTRONICS Valve Base Electronics- Signal Flow Diagram VBE信号流程图信号流程图 VBE信号流程图说明信号流程图说明 可控硅控制单元（TC）将来自极控的触发命令转为 光脉冲代码，并传到所有的阀内的可控硅电子TE板。

为 了监视可控硅级设备，可控硅控制单元（TC）从可控硅电子 TE板接受报告信号，并评估它们可控硅控制单元（TC） 传送信号（在阀上显示为负电压）到极控PC信息应答 请求，经过串行连接到可控硅监视单元TM VBE屏柜布置屏柜布置 在左屏的子槽 -A4 到 -A6和在右屏的子槽 –A1 到 –A3， 是可控硅控制单元（TC），处理和可控硅电子TE板的 （经光导传输）光脉冲信号交换同时，避雷器冲击电流 和半个阀塔的漏水检测也由它完成在这些子槽下面是连 接极控的接口模块 -A7是冗余的电源单元 -A8由可控硅监视单元(TM)组成它从可控硅控制单元 （TC）经过一个串行母线（在子槽的后面用带状电缆连 接）收集信息在下面的接口模块通过SU 200连接TM到 极控继电器模块-U11 和 -U21用于传送跳闸信号和阀检 查o.k.信号到极控 VBE屏柜布置说明屏柜布置说明 Pole Control A Optical Interface SU200 -A9 Pole Control B Time receiver Monitoring board channel A -D2 -A8 Diagnostic & swith over logic A -D3 Diagnostic & swith over logic B Monitoring board channel B power supply supervision -A7 TC channel A protection printer TC channel B Relays Interface trips serial bus B -D9 -D10 Alarms common Output control serial bus A TM Alarms & trips Time code -D7 Trips Signalling System Block diagram of the Thyristor Monitoring TM 的任务: 监视阀和可控硅控制TC内的元件 产生告警和跳闸信号 打印精确的信息供故障处理 TM流程图流程图 阀冷却系统是保证换流阀正常运行的重要条件，本系 统中以监视冷却水的性质为目标来控制系统的正常运行。

这需要保证良好的水质，管道的密封、畅通，设备的正常 有效运转 换流阀对冷却水的要求： 每极额定水流量：217 m3/h 温度：持续运行：进水< 50 ；出水< 60 2小时过负荷：进水< 50 ；出水< 61 70%降压运行：进水< 50 ；出水< 63 告警值：进水 50 ；出水 63 跳闸值：进水 52 ；出水 65 其他参数如电导率、压力、水位低等也会导致直流系统停 运 三、天广直流阀冷却系统三、天广直流阀冷却系统 1、阀冷却原理图、阀冷却原理图 Temperature controller On-OFF Pump-s。