CN101806853A - 一种高压晶闸管在线测试的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种高压晶闸管在线测试的方法及装置，晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板，晶闸管的缓冲电路与触发板串联，并接在晶闸管阴极与阳极之间。设置一个测试电阻与晶闸管串联，一个继电器常开触头与测试电阻并联；设置电压采样模块与电流采样模块对晶闸管电压、晶闸管与测试电阻电压、流过测试电阻的电流进行测量。控制继电器开通与闭合，分别测量记录两次的电路参数数值，利用这些数值计算晶闸管的阻尼电阻与阻尼电容并判断晶闸管故障；在判断晶闸管无短路故障后，发出信号触发晶闸管，通过监测晶闸管级管压降来检测晶闸管触发功能。采用这种方法的装置，能够对晶闸管进行在线检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试高压晶闸管的方法，包括对其缓冲电路参数的测量和对其触发功能的测试，以及采用这种方法的一种测试装置。
背景技术
在高压整流设备及中高压静态无功功率补偿SVC中，高压晶闸管具有广泛的应用。由于技术的限制，目前国内外单只晶闸管的额定电压最高做到8kV，因此在高压整流及中高压SVC中，均采用多只晶闸管串联的方法，以适应高电压系统的运行需要。
晶闸管串联后如何保证晶闸管级的均压在一定的范围是很重要的，否则会导致个别晶闸管的过电压损坏。为此，对于串联的高压晶闸管，一方面为了保证晶闸管级的均压精度，每级晶闸管均配置晶闸管缓冲电路，包含串联的阻尼电阻和阻尼电容。另一方面，高压晶闸管的触发一般采用光电触发，这就要求晶闸管级均配置高电位触发板（TE板），为了保证TE板对地电位系统的绝缘等级，TE板均采用与晶闸管级阻尼电阻和阻尼电容串联的方式取能。这时的阻尼电阻和阻尼电容起三个作用：一是保证晶闸管级均压的作用，二是为TE板提供能量支持，三是限制晶闸管的过电压。因此晶闸管级的阻尼电阻、阻尼电容以及TE板的功能测试是必要的。但是组装后的产品以及系统维护时的测试，把元件拆卸下来单个测试造成了极大的不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种不拆卸元件的情况下进行的在线测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板（TE板）；晶闸管的缓冲电路与触发板串联在一起，然后接在晶闸管阴极与阳极之间，测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法包括：
a 设置一个测试电阻与晶闸管串联形成测试电路，一个继电器的常开触头两端与测试电阻并联；
b 设置电压采样模块与电流采样模块，对晶闸管管压降、测试电路电压、流过测试电路的电流进行测量；
c 控制继电器，在常开触头打开和闭合情况下，分别测量并记录两次的电路的电压电流参数，利用这些参数值计算阻尼电阻与阻尼电容，如果计算得到的阻尼电阻与阻尼电容数值正常，则晶闸管没有发生故障，反之，则说明晶闸管发生故障；
d 如果晶闸管无故障，发出信号控制触发晶闸管，通过监测晶闸管级管压降来测试晶闸管的触发功能。
对继电器的常开触头进行控制，对电压采样模块、电流采样模块的采样结果进行分析计算，对触发板进行监测与控制是利用单片机进行的。
通过保持测试电路两端电压不变，通过单片机控制继电器的触头打开和闭合，测试测试电阻接入电路和短路两种情况下，电路的电压电流参数。
测试设备计算出阻尼电阻R和阻尼电容C的值后，如果RC值正常，晶闸管没有短路，接着向TE板发出触发脉冲，晶闸管应触发。晶闸管是否触发，通过监测晶闸管管压降来判端。
采用上述测试方法，能够在线测试晶闸管缓冲电路参数和触发功能。
本发明的另一目的是提供一种应用上述方法的高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的测试装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板（TE板），一种测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的装置包括：两个测试点、测试电阻、继电器和单片机控制与检测模块。所述测试电阻接在一个测试点与晶闸管一端之间，继电器的常开触头与测试电阻并联。所述单片机控制与检测模块包括：电压检测模块、电流检测模块、单片机、显示屏，以及设置在触发板与单片机之间的光纤接收和发送模块；电压检测模块检测测试点两端电压，电流检测模块检测流入（流出）测试点的电流。
采用上述测试装置，能够在线测试晶闸管缓冲电路参数和触发功能。
附图说明
图1是本发明所述方法的原理示意图；
图2是本发明所述装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板（TE板）；晶闸管的缓冲电路与触发板串联在一起，然后接在晶闸管阴极与阳极之间，测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法包括：
a 设置一个测试电阻R0与晶闸管串联形成测试电路，一个继电器的常开触头K两端与测试电阻R0并联；
b 设置电压采样模块与电流采样模块，对晶闸管管压降、测试电路电压、流过测试电路的电流进行测量；
c 控制继电器，在常开触头打开和闭合情况下，分别测量并记录两次的电路的电压电流参数，利用这些参数值计算阻尼电阻与阻尼电容，如果计算得到的阻尼电阻与阻尼电容数值正常，则晶闸管没有发生故障，反之，则说明晶闸管发生故障；
d 如果晶闸管无故障，发出信号控制触发晶闸管，通过监测晶闸管级管压降U0来测试晶闸管的触发功能。
测试时，通过控制继电器常开触头K的开闭，系统形成两个稳定的状态：
保持电压U（AB两端电压）不变，在触头K打开、晶闸管不触发的情况下，电阻R0是串在系统里面的，电路中的总阻抗为：
假设流过电路的电流为I1，这时有公式（1）成立：
（1）
保持电压U不变，继电器触头K闭合、此时电阻R0短接，电路中的总阻抗为：
假设流过电路的电流为I2，这时有公式（2）成立：
公式（1）和公式（2）组成了一个二元二次方程，可以分别求出未知的阻尼电阻R、阻尼电容C。
经过推导，阻尼电阻R的计算公式为：
阻尼电容C的计算公式为：
（4）
为了简化计算机的计算，系统首先根据公式（3），计算出阻尼电阻R，而后根据公式（4），计算出阻尼电容C的值。
首先继电器触头K打开，辅助电阻R0串在测试回路里，测量出电流I1，根据测量到的I1大小自动判断晶闸管是否存在短路的可能，依据就是判断I1是否接近I0=U/R0。如果I1等于或接近I0，说明晶闸管级短路。如果I1小于I0，说明晶闸管级正常，然后，控制继电器触头K闭合，测试电流I2。然后根据公式（3）和公式（4），分别计算出阻尼电阻R和阻尼电容C的值。
回检信号接收单元负责把接收到的TE板发出的回检信号转换为电信号，供单片机采集；触发信号发射单元负责把单片机发出的触发电信号转换为光信号，通过光纤发送到TE板，去触发晶闸管；通过光纤触发晶闸管，紧接着测试晶闸管的端电压。该电压即是晶闸管在小电流时的导通压降。如果触发脉冲发出后，测试出晶闸管端电压仍然很大，那么可以确定晶闸管没有触发。
实施例2
如图2所示，待测电路包括高压晶闸管、其缓冲电路和触发板，本发明的测试装置包括：两个测试点AB、测试电阻R0、继电器和单片机控制与检测模块，测试电阻R0接在一个测试点与晶闸管一端之间，继电器的常开触头K与测试电阻R0并联，单片机控制与检测模块包括：电压检测模块、电流检测模块、控制继电器线圈的接口、单片机、显示屏，以及设置在触发板与单片机之间的光纤接收和发送模块；电压检测模块检测测试点两端电压，电流检测模块检测流入（流出）测试点的电流。
图2中，晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板（TE板）；晶闸管的缓冲电路与触发板串联，并接在晶闸管阴极与阳极之间；一个测试电阻R0与晶闸管串联，一个继电器K与测试电阻R0并联；
电压采样模块的采样包括对施加电压采样和晶闸管端电压（管压降）采样；
电流采集单元采集测试回路在不同阻抗下的回路电流；
继电器线圈受单片机的控制，根据自动控制的需要，控制辅助电阻R0是否需要接通在回路中，以改变测试回路中的阻抗。
测试的方法与实施例1相同，不再赘述。
Claims (7)
1.一种测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法，晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板；晶闸管的缓冲电路与触发板串联在一起，然后接在晶闸管阴极与阳极之间，其特征在于：
a设置一个测试电阻（R0）与晶闸管串联形成测试电路，一个继电器的常开触头（K）两端与测试电阻（R0）并联；
b设置电压采样模块与电流采样模块，对晶闸管管压降、测试电路电压、流过测试电路的电流进行测量；
c控制继电器，在常开触头（K）打开和闭合情况下，分别测量并记录两次电路的电压电流参数，利用这些参数值计算阻尼电阻与阻尼电容，如果计算得到的阻尼电阻与阻尼电容数值正常，则晶闸管没有发生故障，反之，则说明晶闸管故障；
d如果晶闸管正常，发出信号触发晶闸管，通过监测晶闸管级管压降（U0）来测试晶闸管的触发功能。
2.根据权利要求1所述的测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法，其特征在于：对继电器的常开触头（K）进行控制，对电压采样模块、电流采样模块的采样结果进行分析计算，对触发板进行监测与控制是利用单片机进行的。
3.根据权利要求1或2所述的测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法，其特征在于，所述步骤c是：保持测试电路两端电压不变，通过单片机控制继电器的触头（K）打开和闭合，测量测试电阻接入电路和短路两种情况下电路的参数：测试电路电压（U）、接入回路情况下电流（I1）、短路情况下电流（I2），并根据公式
计算阻尼电阻和阻尼电容；并判断接入回路情况下电流（I1）是否接近U/R0，若是，则说明晶闸管短路；若否，说明晶闸管正常。
4.根据权利要求1或2所述的测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的方法，其特征在于，步骤d是：触发板与单片机之间设置光纤，接收触发板发出的端电压建立信号；控制触发晶闸管，紧接着测试晶闸管的管压降（U0），如果管压降（U0）的压降无变化，说明晶闸管没有触发，如果管压降（U0）的压降陡降，说明晶闸管触发。
5.一种测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的装置，晶闸管的缓冲电路由阻尼电阻与阻尼电容串联组成，触发电路是触发板（TE板），其特征在于，包括：两个测试点、测试电阻（R0）、继电器和单片机控制与检测模块。
6.根据权利要求5所述的一种测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的装置，其特征在于，所述测试电阻（R0）接在一个测试点与晶闸管一端之间，继电器的常开触头（K）与测试电阻（R0）并联。
7.根据权利要求5所述一种测试高压晶闸管缓冲电路参数与触发功能的装置，其特征在于，所述单片机控制与检测模块包括：电压检测模块、电流检测模块、单片机、显示屏，以及设置在触发板与单片机之间的光纤接收和发送模块；电压检测模块检测测试点两端电压，电流检测模块检测流入（流出）测试点的电流。
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