第２８卷第９期电力建设
Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．９
第９期年９月２００７ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｓｅｐ，２００７
・８３・
直接光触发晶闸管(LTT)在SVC 的应用
成旭鹏１，焦东亮２
（１．宝钢股份公司热轧厂，上海市，２００９４１；２．辽宁荣信电力电子股份公司，辽宁省鞍山市，１１４０４１）
［摘要］与普通的电触发晶闸管ＥＴＴ对比，直接光触发晶闸管ＬＴＴ具有直接光触发和内置ＢＯＤ保护两大
优点，使得ＬＴＴ阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著节省。随着ＬＴＴ应用量的不断扩大和成本的进一步降低，ＬＴＴ技术在高压直流输配电换流阀和静态无功功率补偿装置（ＳＶＣ）等方面的应用前景广阔。［关键词］
直接光触发晶闸管ＬＴＴ
电触发晶闸管ＥＴＴＢＯＤ保护
ＳＶＣ
中图分类号：ＴＮ３４２＋．７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－７２２９（２００７）０９－００８３－０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤｉｒｅｃｔＬｉｇｈｔ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ（ＬＴＴ）ｉｎＳｔａｔｉｃＶａｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ（ＳＶＣ）
ＣＨＥＮＧＸｕ－ｐｅｎｇ１，ＪＩＡＯＤｏｎｇ－ｌｉａｎｇ２
（１．Ｈｏｔ－ＲｏｌｌＦａｃｔｏｒｙ，ＢａｏｓｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００９４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＲｏｎｇｘｉｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｓｈａｎ１１４０４１，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］
ＣｏｍｐａｒｅｄｔｏｏｒｄｉｎａｒｙＥＴＴ，ｄｉｒｅｃｔＬＴＴｈａｓｔｗｏｍａｊｏｒａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈａｓｄｉｒｅｃｔｌｉｇｈｔｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇａｎｄｂｕｉｌｔ－ｉｎＢＯＤｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎ
ｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｅｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｗｏｒｋ，ａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｓｔｓｏｆｖａｌｖｅｔｏｗｅｒ．Ａｓｇａｉｎｉｎｇｍｏｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｓｔｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｇｒｅａｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＬＴＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｖａｌｖｅｓ，ａｎｄｓｔａｔｉｃｖａｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｓ（ＳＶＣ），ｅｔｃ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］
ｄｉｒｅｃｔｌｉｇｈｔ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｔｈｙｒｉｓｔｏｒ（ＬＴＴ）；ｅｌｅｃｔｒｉｏｎｉｃｔｒｉｇｇｅｒｅｄｔｈｙｒｉｓｔｏｒ（ＥＴＴ）；ＢＯＤｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｓｔａｔｉｃｖａｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ（ＳＶＣ）
０引言
直接光触发晶闸管ＬＴＴ（ＬｉｇｈｔＴｒｉｇｇｅｒｅｄ
１ＥＴＴ晶闸管阀塔的主要特点
晶闸管阀的技术特点
用光电混合触发系统的晶闸管阀塔属于比较成
１．１ＥＴＴ
Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）是在普通的电触发晶闸管ＥＴＴ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｒｉｇｇｅｒｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ）的基础上发展起来的新型元器件，其电气性能与ＥＴＴ完全一致，自１９９３年以来进
入实用阶段，并迅速得到市场的认可。其发展历程可分为２个阶段：（１）将光触发功能单元集成到ＬＴＴ硅片内部；（２）将用以正向过电压保护（简称ＢＯＤ保护）的转折二极管（ＢｒｅａｋＯｖｅｒＤｉｏｄｅ）集成到ＬＴＴ硅片内部，使得ＬＴＴ本身即具备ＢＯＤ保护功能。
与普通的ＥＴＴ一起，ＬＴＴ技术开始应用于高压直流输电系统（ＨＶＤＣ）和静态无功功率补偿装置（ＳＶＣ）的晶闸管阀塔之中。由于ＬＴＴ内部集成了光触发和ＢＯＤ保护功能，使用此类晶闸管构成
熟的技术，为２０００年前建成的ＳＶＣ装置所采用，其晶闸管元件的门极为“电触发”。
为解决处于低电位的触发脉冲发生装置与处于高电位的晶闸管元件门极通道之间的绝缘问题，以及触发信号在传输过程中受到电磁干扰的问题，晶闸管的触发、监控均以光脉冲形式通过光缆在阀基电子设备（ＶａｌｖｅＢａｓｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，简称ＶＢＥ）和阀塔之间传输。在ＥＴＴ阀中晶闸管为电触发方式，ＶＢＥ输出的光触发脉冲首先经光缆传送到与晶闸管等电位的晶闸管电子设备（ＴｈｙｒｉｓｔｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，简称ＴＥ板），ＴＥ板将光触发脉冲转换成电脉冲并放大其功率，然后再将此强电触发脉冲送到晶闸管门极触发晶闸管。位于高电位的ＴＥ板为ＥＴＴ阀控制保护功能的核心部件，它包括：取能回路、放大器回路、光电
ＳＶＣ阀塔的用户将会由此而获得更加先进的技
术，并使得操作维护工作更加简便，运行成本更加低廉。
收稿日期：２００７－０６－１７
作者简介：成旭鹏（１９６９－），男，大学本科，工程师，长期从事钢铁厂供配电设备、大电机设备技术工作。
・８４・
电力建设第２８卷
转换器件、监视回路和保护回路（实现晶闸管正向电压超过设计值时的强迫安全导通即ＢＯＤ保护）。
封装技术与ＥＴＴ基本相同。与ＥＴＴ不同的是，ＬＴＴ的陶瓷外壳上没有穿透其的门极套管，触发光脉冲经过金属接触面被直接引入到硅片中心。
１．２
运行情况分析
ＴＥ板上电路较复杂，电源功率较大且高电位运
ＬＴＴ没有内部门极触点，安装没有压力要求，也
就不需要机械弹簧进行阀串的压接，可靠性更高。
行，占据了晶闸管阀塔中９０％以上的电子元件，是阀塔中最“脆弱”的元件。据相关资料统计分析，晶闸管阀塔上约９０％的ＴＥ板损坏由耦合取能回路引起，约
ＩＲＥＱ对运行时间１０年以上晶闸管的失效情况进
行了调查，调查结果表明，老化的门极触点是造成晶闸管失效的原因之一。
１０％由晶闸管过电压保护ＢＯＤ元件故障所致。
２ＬＴＴ晶闸管阀塔的主要特点
ＬＴＴ技术的核心之一，是光脉冲不经光电转换
而直接送到晶闸管元件的门极光敏区以触发晶闸管阀片。因此，除ＬＴＴ阀片本身具备其特有的光敏区从而在阀片技术特性上与ＥＴＴ相比有改变以外，它在光信号源、光脉冲传输及监控保护技术等方面也有独特的技术特点。ＬＴＴ技术的核心之二是ＤＯＤ保护。ＢＯＤ保护被集成到晶闸管内部，晶闸管与ＢＯＤ之间真正达到了“无感”连接，大大提高了保护的有效性和可靠性。
除触发方式、ＢＯＤ保护内外置方式不同以外，
２．２ＬＴＴ晶闸管的触发
２．２．１ＬＴＴ晶闸管阀的触发光源和触发方式
与需要数瓦大功率门极触发（电）脉冲的ＥＴＴ相比，ＬＴＴ仅需峰值功率为４０ｍＷ触发光脉冲即可得到同样的启动性能。一般较小功率（３Ｗ）的激光二极管（ＬＤ）做触发光源，其能量强度和稳定性即可满足要求。激光二极管的加速老化试验表明，给ＬＴＴ产生触发脉冲的激光二极管的寿命可达４０年，其后仍能放射相当于初始光能９５％的能量，而给ＥＴＴ产生触发脉冲的激光二极管的寿命在１０年以内。
在ＥＴＴ阀塔中，从ＶＢＥ输送到晶闸管电子设备ＴＥ的光信号一般为红外线光信号。ＬＴＴ的光触发信号为激光信号，由ＶＢＥ的激光二极管经过光缆直接输送到阀塔上的ＬＴＴ硅片中心，抗干扰的能力更强，误触发的概率几乎为０，维护量很小。
ＬＴＴ与ＥＴＴ在其他电气机械方面的性能区别不大。对德国Ｅｕｐｅｃ公司３．５、４．０、４．５英寸ＥＴＴ和２．０、４．０、４．５英寸ＬＴＴ相关技术数据进行对照分析的结果如表１。
２．１ＬＴＴ的外形和结构
ＥＴＴ和ＬＴＴ的外形尺寸如图１所示，左侧为Ｅ－ｕｐｅｃ生产的Ｔ２８５１Ｎ系列ＥＴＴ，右侧为Ｅｕｐｅｃ生产的Ｔ１５０３Ｎ系列ＬＴＴ。从图中可以看出，ＬＴＴ的外壳
表１
特性额定电流
典型最小保护电压／Ｖ
２．２．２
ＬＴＴ晶闸管阀的ＢＯＤ触发方式
在ＬＴＴ中，晶闸管正向过电压保护（ＢＯＤ）的功
能被集成到晶闸管硅片内部。采用这种技术后，即使晶闸管的触发信号中断，当晶闸管正向电压达到
ＢＯＤ保护电压值时自动触发晶闸管。这一点对串联
ＬＴＴ与ＥＴＴ的性能对比
ＬＴＴ
ＥＴＴ
相同英寸数的晶闸管，即使最小保护电压相同，ＬＴＴ的额定电流一般也较ＥＴＴ小。
５２００３００Ａ／μｓ
２０００Ｖ／μｓ一般比较敏感
７５００３００Ａ／μｓ
２０００Ｖ／μｓ不敏感
ｄｉ／ｄｔｏｎ
ｄｖ／ｄｔｏｆｆ电磁干扰触发脉冲
触发脉冲能量提供无电启动
系统欠电压、系统故障情况下的启动性能
过电压保护的可靠性电子设备可靠性
触发脉冲高位取能光发射器
光纤的传输距离／ｍ
ＩＧＴｍａｘ＝３５０ｍＡ，ＶＧＴｍａｘ＝２．５～３．５Ｖ，电脉冲宽度ｔｇｄ＝２μｓ。位于高电位的晶闸管电子设备，无冗余。
ＰＬＭｍａｘ＝４０ｍＷ，激光脉冲宽度ｔｇｄ＝５μｓ。ＶＢＥ在低电位，有冗余的激光二极管。
可能（当足够的触发能量能够长时间储存在晶闸管电子设备上时）没有限制可能（当足够的触发能量储存在晶闸管电子设备上时）由外部的电子设备（１５０个元器件组成）起保护作用
没有限制
内部集成ＢＯＤ保护，不需要额外的组件
１个晶闸管１个晶闸管电子设备由许多电气元件和集成电路决定取自ＲＣ阻尼回路红外二极管，５０ｍＷ不超过４０
２个晶闸管配１个ＴＶＭ板可靠性高，因为电气元件少不需要
激光二极管，３Ｗ可达１００
备注：２类晶闸管的其他电气性能和热性能基本一致，机械性能完全一致。
第９期直接光触发晶闸管（ＬＴＴ）在ＳＶＣ的应用
・８５・
图１ＥＴＴ和ＬＴＴ的外形尺寸图
连接的晶闸管非常关键。位的ＶＢＥ柜，以控制触发脉冲和监控晶闸管的状态。用于监控的光功率仅为ＬＴＴ触发功率的１‰，故上述监控用ＬＥＤ在ｍＡ级微小电流下运行，其寿命大于３０年，如图２所示。
２．２．３ＬＴＴ晶闸管阀触发方式带来的优点
ＬＴＴ内部集成了ＢＯＤ保护的功能，采用直接光
触发的方式进行触发，省却了阀塔上处于高电位的晶闸管电子设备ＴＥ。ＴＥ被省却以后，优点明显：
（１）ＬＴＴ不需要高电位逻辑电路和ＢＯＤ保护触发电路，因此采用ＬＴＴ的ＳＶＣ阀塔的元器件数量将减少近７０００个，故障率将下降，可靠性将提高。
（２）ＬＴＴ无须辅助电源以给与晶闸管等电位的触发回路提供电源，所以交流系统电压降和外部故障（如直流陷落）对ＬＴＴ的影响很小。
（３）与晶闸管等电位的门极驱动单元取消后，模块接线被简化，局部放电和电磁干扰的可能性大为降低，设备投运后维护工作发生意外故障的可能性大为降低，ＬＴＴ晶闸管阀塔可获得更高的可靠性。
（４）将过电压保护功能集成到ＬＴＴ的晶闸管硅片之中，减少了对匹配特性的要求，使得保护具备对外界影响固有的安全特性。
（５）阀塔无须预充电即可启动。当滤波回路与
图２ＬＴＴ与ＥＴＴ监控回路比较
３ＬＴＴ晶闸管阀塔在ＳＶＣ系统的应用
从１９９９年开始，Ｓｉｅｍｅｎｓ、Ｔｏｓｈｉｂａ、ＲＸＰＥ、Ａｎｓａｌｔｏ
等公司开始将ＬＴＴ技术应用在ＳＶＣ系统中。从２００４年开始，国外进口提供的２套大容量基于ＬＴＴ技术的ＳＶＣ系统陆续在武钢２２５０热轧厂、宝钢厚板厂开始应用。据悉，这２套ＳＶＣ工作稳定、运行情况基本良好，ＬＴＴ晶闸管没有发生异常情况。
由于ＬＴＴ具备直接光触发和内置ＢＯＤ保护的两大优点，使得ＬＴＴ阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著节省。ＬＴＴ技术将是未来
ＴＣＲ共用一个断路器送电时，ＴＣＲ无须辅助电源的
等待时间即可对滤波回路组进行快速补偿。
２．３ＬＴＴ晶闸管阀的监控
每个晶闸管元件上均有一电压监控回路
（ＴｈｙｒｉｓｔｏｒＶｏｌｔａｇｅＭｏｎｉｔｏｒ，简称ＴＶＭ），它包括一向发
光二极管（ＬＥＤ）馈电的分压器。当晶闸管元件上所承受电压超过一定值时，导致ＬＥＤ发射光脉冲到地电
ＳＶＣ和高压直流输配电换流阀的发展方向。
（责任编辑：李汉才）
第２８卷第９期电力建设
Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．９
第９期年９月２００７ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｓｅｐ，２００７
・８３・
直接光触发晶闸管(LTT)在SVC 的应用
成旭鹏１，焦东亮２
（１．宝钢股份公司热轧厂，上海市，２００９４１；２．辽宁荣信电力电子股份公司，辽宁省鞍山市，１１４０４１）
［摘要］与普通的电触发晶闸管ＥＴＴ对比，直接光触发晶闸管ＬＴＴ具有直接光触发和内置ＢＯＤ保护两大
优点，使得ＬＴＴ阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著节省。随着ＬＴＴ应用量的不断扩大和成本的进一步降低，ＬＴＴ技术在高压直流输配电换流阀和静态无功功率补偿装置（ＳＶＣ）等方面的应用前景广阔。［关键词］
直接光触发晶闸管ＬＴＴ
电触发晶闸管ＥＴＴＢＯＤ保护
ＳＶＣ
中图分类号：ＴＮ３４２＋．７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－７２２９（２００７）０９－００８３－０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤｉｒｅｃｔＬｉｇｈｔ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ（ＬＴＴ）ｉｎＳｔａｔｉｃＶａｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ（ＳＶＣ）
ＣＨＥＮＧＸｕ－ｐｅｎｇ１，ＪＩＡＯＤｏｎｇ－ｌｉａｎｇ２
（１．Ｈｏｔ－ＲｏｌｌＦａｃｔｏｒｙ，ＢａｏｓｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００９４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＲｏｎｇｘｉｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｓｈａｎ１１４０４１，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］
ＣｏｍｐａｒｅｄｔｏｏｒｄｉｎａｒｙＥＴＴ，ｄｉｒｅｃｔＬＴＴｈａｓｔｗｏｍａｊｏｒａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈａｓｄｉｒｅｃｔｌｉｇｈｔｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇａｎｄｂｕｉｌｔ－ｉｎＢＯＤｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎ
ｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｅｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｗｏｒｋ，ａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｓｔｓｏｆｖａｌｖｅｔｏｗｅｒ．Ａｓｇａｉｎｉｎｇｍｏｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｓｔｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｇｒｅａｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＬＴＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｖａｌｖｅｓ，ａｎｄｓｔａｔｉｃｖａｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｓ（ＳＶＣ），ｅｔｃ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］
ｄｉｒｅｃｔｌｉｇｈｔ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｔｈｙｒｉｓｔｏｒ（ＬＴＴ）；ｅｌｅｃｔｒｉｏｎｉｃｔｒｉｇｇｅｒｅｄｔｈｙｒｉｓｔｏｒ（ＥＴＴ）；ＢＯＤｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｓｔａｔｉｃｖａｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ（ＳＶＣ）
０引言
直接光触发晶闸管ＬＴＴ（ＬｉｇｈｔＴｒｉｇｇｅｒｅｄ
１ＥＴＴ晶闸管阀塔的主要特点
晶闸管阀的技术特点
用光电混合触发系统的晶闸管阀塔属于比较成
１．１ＥＴＴ
Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）是在普通的电触发晶闸管ＥＴＴ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｒｉｇｇｅｒｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ）的基础上发展起来的新型元器件，其电气性能与ＥＴＴ完全一致，自１９９３年以来进
入实用阶段，并迅速得到市场的认可。其发展历程可分为２个阶段：（１）将光触发功能单元集成到ＬＴＴ硅片内部；（２）将用以正向过电压保护（简称ＢＯＤ保护）的转折二极管（ＢｒｅａｋＯｖｅｒＤｉｏｄｅ）集成到ＬＴＴ硅片内部，使得ＬＴＴ本身即具备ＢＯＤ保护功能。
与普通的ＥＴＴ一起，ＬＴＴ技术开始应用于高压直流输电系统（ＨＶＤＣ）和静态无功功率补偿装置（ＳＶＣ）的晶闸管阀塔之中。由于ＬＴＴ内部集成了光触发和ＢＯＤ保护功能，使用此类晶闸管构成
熟的技术，为２０００年前建成的ＳＶＣ装置所采用，其晶闸管元件的门极为“电触发”。
为解决处于低电位的触发脉冲发生装置与处于高电位的晶闸管元件门极通道之间的绝缘问题，以及触发信号在传输过程中受到电磁干扰的问题，晶闸管的触发、监控均以光脉冲形式通过光缆在阀基电子设备（ＶａｌｖｅＢａｓｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，简称ＶＢＥ）和阀塔之间传输。在ＥＴＴ阀中晶闸管为电触发方式，ＶＢＥ输出的光触发脉冲首先经光缆传送到与晶闸管等电位的晶闸管电子设备（ＴｈｙｒｉｓｔｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，简称ＴＥ板），ＴＥ板将光触发脉冲转换成电脉冲并放大其功率，然后再将此强电触发脉冲送到晶闸管门极触发晶闸管。位于高电位的ＴＥ板为ＥＴＴ阀控制保护功能的核心部件，它包括：取能回路、放大器回路、光电
ＳＶＣ阀塔的用户将会由此而获得更加先进的技
术，并使得操作维护工作更加简便，运行成本更加低廉。
收稿日期：２００７－０６－１７
作者简介：成旭鹏（１９６９－），男，大学本科，工程师，长期从事钢铁厂供配电设备、大电机设备技术工作。
・８４・
电力建设第２８卷
转换器件、监视回路和保护回路（实现晶闸管正向电压超过设计值时的强迫安全导通即ＢＯＤ保护）。
封装技术与ＥＴＴ基本相同。与ＥＴＴ不同的是，ＬＴＴ的陶瓷外壳上没有穿透其的门极套管，触发光脉冲经过金属接触面被直接引入到硅片中心。
１．２
运行情况分析
ＴＥ板上电路较复杂，电源功率较大且高电位运
ＬＴＴ没有内部门极触点，安装没有压力要求，也
就不需要机械弹簧进行阀串的压接，可靠性更高。
行，占据了晶闸管阀塔中９０％以上的电子元件，是阀塔中最“脆弱”的元件。据相关资料统计分析，晶闸管阀塔上约９０％的ＴＥ板损坏由耦合取能回路引起，约
ＩＲＥＱ对运行时间１０年以上晶闸管的失效情况进
行了调查，调查结果表明，老化的门极触点是造成晶闸管失效的原因之一。
１０％由晶闸管过电压保护ＢＯＤ元件故障所致。
２ＬＴＴ晶闸管阀塔的主要特点
ＬＴＴ技术的核心之一，是光脉冲不经光电转换
而直接送到晶闸管元件的门极光敏区以触发晶闸管阀片。因此，除ＬＴＴ阀片本身具备其特有的光敏区从而在阀片技术特性上与ＥＴＴ相比有改变以外，它在光信号源、光脉冲传输及监控保护技术等方面也有独特的技术特点。ＬＴＴ技术的核心之二是ＤＯＤ保护。ＢＯＤ保护被集成到晶闸管内部，晶闸管与ＢＯＤ之间真正达到了“无感”连接，大大提高了保护的有效性和可靠性。
除触发方式、ＢＯＤ保护内外置方式不同以外，
２．２ＬＴＴ晶闸管的触发
２．２．１ＬＴＴ晶闸管阀的触发光源和触发方式
与需要数瓦大功率门极触发（电）脉冲的ＥＴＴ相比，ＬＴＴ仅需峰值功率为４０ｍＷ触发光脉冲即可得到同样的启动性能。一般较小功率（３Ｗ）的激光二极管（ＬＤ）做触发光源，其能量强度和稳定性即可满足要求。激光二极管的加速老化试验表明，给ＬＴＴ产生触发脉冲的激光二极管的寿命可达４０年，其后仍能放射相当于初始光能９５％的能量，而给ＥＴＴ产生触发脉冲的激光二极管的寿命在１０年以内。
在ＥＴＴ阀塔中，从ＶＢＥ输送到晶闸管电子设备ＴＥ的光信号一般为红外线光信号。ＬＴＴ的光触发信号为激光信号，由ＶＢＥ的激光二极管经过光缆直接输送到阀塔上的ＬＴＴ硅片中心，抗干扰的能力更强，误触发的概率几乎为０，维护量很小。
ＬＴＴ与ＥＴＴ在其他电气机械方面的性能区别不大。对德国Ｅｕｐｅｃ公司３．５、４．０、４．５英寸ＥＴＴ和２．０、４．０、４．５英寸ＬＴＴ相关技术数据进行对照分析的结果如表１。
２．１ＬＴＴ的外形和结构
ＥＴＴ和ＬＴＴ的外形尺寸如图１所示，左侧为Ｅ－ｕｐｅｃ生产的Ｔ２８５１Ｎ系列ＥＴＴ，右侧为Ｅｕｐｅｃ生产的Ｔ１５０３Ｎ系列ＬＴＴ。从图中可以看出，ＬＴＴ的外壳
表１
特性额定电流
典型最小保护电压／Ｖ
２．２．２
ＬＴＴ晶闸管阀的ＢＯＤ触发方式
在ＬＴＴ中，晶闸管正向过电压保护（ＢＯＤ）的功
能被集成到晶闸管硅片内部。采用这种技术后，即使晶闸管的触发信号中断，当晶闸管正向电压达到
ＢＯＤ保护电压值时自动触发晶闸管。这一点对串联
ＬＴＴ与ＥＴＴ的性能对比
ＬＴＴ
ＥＴＴ
相同英寸数的晶闸管，即使最小保护电压相同，ＬＴＴ的额定电流一般也较ＥＴＴ小。
５２００３００Ａ／μｓ
２０００Ｖ／μｓ一般比较敏感
７５００３００Ａ／μｓ
２０００Ｖ／μｓ不敏感
ｄｉ／ｄｔｏｎ
ｄｖ／ｄｔｏｆｆ电磁干扰触发脉冲
触发脉冲能量提供无电启动
系统欠电压、系统故障情况下的启动性能
过电压保护的可靠性电子设备可靠性
触发脉冲高位取能光发射器
光纤的传输距离／ｍ
ＩＧＴｍａｘ＝３５０ｍＡ，ＶＧＴｍａｘ＝２．５～３．５Ｖ，电脉冲宽度ｔｇｄ＝２μｓ。位于高电位的晶闸管电子设备，无冗余。
ＰＬＭｍａｘ＝４０ｍＷ，激光脉冲宽度ｔｇｄ＝５μｓ。ＶＢＥ在低电位，有冗余的激光二极管。
可能（当足够的触发能量能够长时间储存在晶闸管电子设备上时）没有限制可能（当足够的触发能量储存在晶闸管电子设备上时）由外部的电子设备（１５０个元器件组成）起保护作用
没有限制
内部集成ＢＯＤ保护，不需要额外的组件
１个晶闸管１个晶闸管电子设备由许多电气元件和集成电路决定取自ＲＣ阻尼回路红外二极管，５０ｍＷ不超过４０
２个晶闸管配１个ＴＶＭ板可靠性高，因为电气元件少不需要
激光二极管，３Ｗ可达１００
备注：２类晶闸管的其他电气性能和热性能基本一致，机械性能完全一致。
第９期直接光触发晶闸管（ＬＴＴ）在ＳＶＣ的应用
・８５・
图１ＥＴＴ和ＬＴＴ的外形尺寸图
连接的晶闸管非常关键。位的ＶＢＥ柜，以控制触发脉冲和监控晶闸管的状态。用于监控的光功率仅为ＬＴＴ触发功率的１‰，故上述监控用ＬＥＤ在ｍＡ级微小电流下运行，其寿命大于３０年，如图２所示。
２．２．３ＬＴＴ晶闸管阀触发方式带来的优点
ＬＴＴ内部集成了ＢＯＤ保护的功能，采用直接光
触发的方式进行触发，省却了阀塔上处于高电位的晶闸管电子设备ＴＥ。ＴＥ被省却以后，优点明显：
（１）ＬＴＴ不需要高电位逻辑电路和ＢＯＤ保护触发电路，因此采用ＬＴＴ的ＳＶＣ阀塔的元器件数量将减少近７０００个，故障率将下降，可靠性将提高。
（２）ＬＴＴ无须辅助电源以给与晶闸管等电位的触发回路提供电源，所以交流系统电压降和外部故障（如直流陷落）对ＬＴＴ的影响很小。
（３）与晶闸管等电位的门极驱动单元取消后，模块接线被简化，局部放电和电磁干扰的可能性大为降低，设备投运后维护工作发生意外故障的可能性大为降低，ＬＴＴ晶闸管阀塔可获得更高的可靠性。
（４）将过电压保护功能集成到ＬＴＴ的晶闸管硅片之中，减少了对匹配特性的要求，使得保护具备对外界影响固有的安全特性。
（５）阀塔无须预充电即可启动。当滤波回路与
图２ＬＴＴ与ＥＴＴ监控回路比较
３ＬＴＴ晶闸管阀塔在ＳＶＣ系统的应用
从１９９９年开始，Ｓｉｅｍｅｎｓ、Ｔｏｓｈｉｂａ、ＲＸＰＥ、Ａｎｓａｌｔｏ
等公司开始将ＬＴＴ技术应用在ＳＶＣ系统中。从２００４年开始，国外进口提供的２套大容量基于ＬＴＴ技术的ＳＶＣ系统陆续在武钢２２５０热轧厂、宝钢厚板厂开始应用。据悉，这２套ＳＶＣ工作稳定、运行情况基本良好，ＬＴＴ晶闸管没有发生异常情况。
由于ＬＴＴ具备直接光触发和内置ＢＯＤ保护的两大优点，使得ＬＴＴ阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著节省。ＬＴＴ技术将是未来
ＴＣＲ共用一个断路器送电时，ＴＣＲ无须辅助电源的
等待时间即可对滤波回路组进行快速补偿。
２．３ＬＴＴ晶闸管阀的监控
每个晶闸管元件上均有一电压监控回路
（ＴｈｙｒｉｓｔｏｒＶｏｌｔａｇｅＭｏｎｉｔｏｒ，简称ＴＶＭ），它包括一向发
光二极管（ＬＥＤ）馈电的分压器。当晶闸管元件上所承受电压超过一定值时，导致ＬＥＤ发射光脉冲到地电
ＳＶＣ和高压直流输配电换流阀的发展方向。
（责任编辑：李汉才）