CN102096037A - 一种晶闸管高压处理板的测试系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶闸管高压处理板的测试系统与方法，用以解决现场无法对TE板的各个单元进行完整的功能测试的问题。采用本发明的测试系统，能够对TE板的各个功能模块进行检测，判断TE板的各项功能是否正确。本发明的测试方法包括TE板的电源测试，门极触发测试，负向回检信号测试，低压触发测试和高压触发（BOD保护触发）测试，提供了一种方便，可靠，全面的测试方法，提高了TE板安装后运行的稳定性，从而提高了整个系统运行的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种本发明涉及一种晶闸管高压处理板（简称TE板）的测试方法，以及采用这种方法的测试系统。
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。对于高压晶闸管的触发和状态检测，目前国内外通用的做法是在每级晶闸管上并联一个TE板来实现，从而来满足系统对晶闸管的触发，保护和状态监视功能。
晶闸管的高电位板TE板并联连接在晶闸管的两端，通过晶闸管的RC阻尼回路获取本身工作所需的能量，完成对晶闸管的触发，过压保护触发和状态监视。如图1，TE板的功能模块包括：光信号接收单元1，逻辑处理单元4，晶闸管门极触发单元5，光信号发送单元2，电压监视单元3，BOD保护触发单元6。TE板通过光信号接收单元1接收来自控制系统的控制信号脉冲；逻辑处理单元4根据接收到的控制信号脉冲，控制TE板的各种工作状态；晶闸管门极触发单元5输出足够能量的电信号触发脉冲到晶闸管的门极，触发晶闸管导通；光信号发射单元2将TE板的各个工作阶段的状态信号通过光信号发送出去；电压监视单元3监视并联的晶闸管两端电压；BOD保护触发单元6在晶闸管两端的电压超过设定保护值时，发出触发脉冲到晶闸管的门极，触发晶闸管，从而保护晶闸管不会因为过电压而被击穿，在保护动作的同时，TE板会通过光信号发送单元2发送BOD动作信号。
TE板在连接到晶闸管之前时，现场无法对TE板的各个单元进行完整的功能测试，无法保证安装的TE板的各个功能单元能够满足现场的要求，使整个系统的可靠运行存在一定的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶闸管高压处理板的测试系统与方法，用以解决现场无法对TE板的各个单元进行完整的功能测试的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种晶闸管高压处理板的测试系统，包括用于与晶闸管高压处理板对应连接的一个晶闸管 V 、一个控制器 B1 ，及一个高压测试电路：
一个晶闸管 V ，其阴极 K 、阳极 A 、门极分别用于连接高压处理板的对应端口，且其阴极 K 接地；阳极 A 与高压处理板的RC取能端 RC- 之间连接有RC串联支路，RC取能端 RC- 与RC串联支路之间串设有第三继电器 K3 的常开触点；门极与高压处理板对应的触发输出端 G+ 之间串设有第四继电器 K4 的常开触点；
一个控制器 B1 ，包括处理器单元，AD采样单元，同步电压输入单元，光信号输出单元，光信号输入单元，辅助电源处理单元，开出继电器控制单元和电压监视单元；所述处理器单元控制连接开出继电器控制单元、光信号输出单元，输入连接光信号输入单元，通过AD采样单元输入连接电压监视单元，电压监视单元输入连接高压处理板的各电压测试端口 0，10，60，HK 以及晶闸管端电压，辅助电源处理单元输入连接分压变压器 T1 二次侧，输出测试需要的电压；开出继电器控制单元控制连接所述第三继电器 K3 、第四继电器 K4 以及第一继电器 K1 、第二继电器 K2 的线圈；控制器 B1 的光信号输入单元与光信号输出单元分别通过光纤连接高压处理板的光信号回检端 X1 与光信号触发端 X2 ；控制器 B1 的交流输出端 A+ 与晶闸管阳极 A 之间串设有第二限流电阻 R2 ，第一继电器 K1 的常闭触点设在第二限流电阻 R2 与晶闸管阳极 A 之间；控制器 B1 的交流接地端 K+ 连接晶闸管阴极 K ；控制器 B1 的触发测试端 G- 与高压处理板的触发输出端 G+ 之间串设有第四继电器 K4 的常闭触点；控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与高压处理板的RC取能端 RC- 之间串设有第三继电器 K3 的常闭触点；控制器 B1 连接一个用于人机交互的输入输出设备 XX1 ；
一个高压测试电路，包括一个高压变压器 T， 变压器 T 二次侧之间串联第一限流电阻 R1 、第一基准电阻 RH 、第二基准电阻 RL ，第二基准电阻 RL 与第一基准电阻 RH 的串联点与控制器 B1 的基准电压端之间串设第二继电器 K2 的常开触点，第二基准电阻 RL 的另一端连接晶闸管阴极 K ，第一基准电阻 RH 的另一端与晶闸管阳极 A 之间串设第一继电器 K1 的常开触点。
采用本发明的测试系统，能够对TE板的各个功能模块进行检测，判断TE板的各项功能是否正确。
进一步的，所述控制器 B1 的辅助电源处理单元输入连接的变压器T1是一个多抽头变压器，多抽头变压器 T1 的一次侧与母线之间串设有控制器接触器 SB3 的常开触点。所述高压变压器 T 的一次侧与母线之间串设有高压测试接触器 KM 的常开触点。所述输入输出设备 XX1 为触摸屏，与控制器 B1 通过串口连接。
本发明的另一个方案是：一种晶闸管高压处理板的测试系统的测试方法，步骤如下：
a，电源回路测试；
初始化系统，通过控制器 B1 的辅助电源处理单元，在控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与控制器 B1 的触发测试端 G- 之间施加交流110V电压；测试高压处理板的电压测试端电压是否在合格范围内，如果合格，继续下一步测试；
b，负向回检信号测试；
初始化系统，通过控制器 B1 的辅助电源处理单元，在控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与控制器 B1 的28V电压测试端HK+之间施加直流28V电压，在晶闸管两端 A、K 施加交流220V电压；通过控制器 B1 的光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 X2 发送控制编码脉冲；通过控制器 B1 监视晶闸管阴极阳极 A、K 之间交流电压，当交流电压峰值小于-110V时，通过光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 X2 发出一个3us的单脉冲，并通过光信号输入单元测试能否在40us-60us内收到一个来自高压处理板光信号回检端 X1 的脉宽2us-5us的回报光信号脉冲；若能，监视控制器 B1 的触发测试端 G- 是否接收到高压处理板触发输出端 G+ 发出的触发脉冲，若是，则继续下一步测试；
c，门极触发测试；
初始化系统，通过控制器 B1 的辅助电源处理单元，在控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与控制器 B1 的28V电压测试端之间施加直流28V电压，在晶闸管两端 A、K 上施加交流220V电压；通过控制器 B1 的电压监视单元监视晶闸管阴极阳极 A、K 之间交流电压，当交流电压峰值大于190V时，通过光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 X2 发出脉宽为3us，间隔10us的双脉冲；监视控制器 B1 的触发测试端 G- 是否接收到高压处理板触发输出端 G+ 发出触发脉冲，若是，则继续下一步测试；
d，低压触发测试；
初始化系统，第三控制继电器 K3 动作，公共触头连接到RC串联支路；第四控制继电器 K4 动作，公共触头连接晶闸管门极；在控制器 B1 的交流输出端 A+、K+ 之间施加交流220V电压；通过控制器 B1 的电压监视单元监视晶闸管阴极阳极 A、K 之间电压，当交流电压峰值大于190V时，通过光信号输出电压向测试TE板的光信号触发端 X2 发出脉宽为3us，间隔10us的双脉冲；如果晶闸管阴极阳极 A、K 之间电压小于导通压降，则判定晶闸管低压触发功能正常，继续下一步测试；
e，高压触发测试；
初始化系统，闭合高压接触器 KM ，第三控制继电器 K3 动作，公共触头连接到RC串联支路；第四控制继电器 K4 动作，公共触头连接晶闸管门极；第一继电器 K1 动作，公共触点连接到第一基准电阻 RH ；第二控制继电器 K2 动作；监测晶闸管两端 A、K 电压，当控制器 B1 通过光信号输入单元监测到来自高压处理板光信号回检端 X1 的回报脉冲时，如果晶闸管两端 A、K 电压小于导通压降， 则判定高压触发功能正常，测试结束。
本发明的方法，实现了对TE板进行全面的功能测试。包括TE板的电源测试，门极触发测试，负向回检信号测试，低压触发测试和高压触发BOD保护触发测试，提供了一种方便，可靠，全面的测试方法，提高了TE板安装后运行的稳定性，从而提高了整个系统运行的可靠性。
进一步的，所述系统初始化时，控制器接触器 SB3 闭合。
附图说明
图1是TE板原理框图；
图2是本发明的测试系统的电路原理图；
图3是控制器B1的原理框图；
图4是电源回路测试流程图；
图5是负向回检信号测试流程图；
图6是门极触发测试流程图；
图7是低压触发测试流程图；
图8是高压触发测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明的系统实施例如下：
如图2所示的一个晶闸管TE板测试系统，包括用于与晶闸管TE板对应连接的一个晶闸管 V 、一个控制器 B1 ，及一个高压测试电路；
一个晶闸管 V ，其阴极 K 、阳极 A 、门极分别连接高压处理板的对应端口，且其阴极 K 接地；阳极 A 与TE板的RC取能端 RC- 之间依次串设RC串联支路与第三继电器 K3 的常开触点；门极与TE板对应的触发输出端 G+ 之间串设有第四继电器 K4 的常开触点；
如图3所示，一个控制器 B1 ，包括处理器单元，AD采样单元，同步电压输入单元，光信号输出单元，光信号输入单元，辅助电源处理单元，开出继电器控制单元和电压监视单元；所述处理器单元控制连接开出继电器控制单元、光信号输出单元，输入连接光信号输入单元，通过AD采样单元输入连接电压监视单元，电压监视单元输入连接高压处理板的各电压测试端口 （0，10，60，HK） 以及晶闸管端电压，辅助电源处理单元输入连接分压变压器 T1 二次侧，输出测试需要的电压；开出继电器控制单元控制连接所述第三继电器 K3 、第四继电器 K4 以及第一继电器 K1 、第二继电器 K2 的线圈。控制器 B1 的光信号输入单元与光信号输出单元分别通过光纤连接高压处理板的光信号回检端 X1 与光信号触发端 X2 ；
控制器 B1 的交流输出端 A+ 与晶闸管阳极 A 之间依次串设有第二限流电阻 R2 、第一继电器 K1 的常闭触点；
控制器 B1 的交流接地端 K+ 连接晶闸管阴极 K ；
控制器 B1 的触发测试端 G- 与高压处理板的触发输出端 G+ 之间串设有第四继电器 K4 的常闭触点；
控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与高压处理板的RC取能端 RC- 之间串设有第三继电器 K3 的常闭触点；
控制器 B1 连接一个用于人机交互的触摸屏 XX1 ，与控制器 B1 之间采用串口连接，触摸屏 XX1 内置显示控制器；
一个高压测试电路，包括一个高压变压器 T， 变压器 T 二次侧之间串联第一限流电阻 R1 、第一基准电阻 RH 、第二基准电阻 RL ，第二基准电阻 RL 与第一基准电阻 RH 的串联点与控制器 B1 的基准电压端之间串设第二继电器 K2 的常开触点，第二基准电阻 RL 的另一端连接晶闸管阴极 K ，第一基准电阻 RH 的另一端与晶闸管阳极 A 之间串设第一继电器 K1 的常开触点。
控制器 B1 的辅助电源处理单元输入连接一个多抽头变压器 T1 的二次侧，多抽头变压器 T1 的一次侧与母线之间串设有控制器接触器 SB3 的常开触点。高压变压器 T 的一次侧与母线之间串设有高压测试接触器 KM 的常开触点。母线上设有断路器 QF1 。
控制器 B1 的直流电源输入端连接在控制器接触器 SB3 的常开触点之后。
本发明的测试方法实施例如下：
要进行TE板的测试，需要依次进行电源测试，门极触发测试，负向回检信号测试，低压触发测试和高压触发（BOD保护触发）测试，上一步测试成功才进行下一步，各步流程如图4-8所示。具体步骤如下：
首先，要进行系统初始化，包括：控制器接触器 SB3 闭合，其他继电器处于如系统实施例所述的初始位置。测试中，可以通过触摸屏 XX1 进行控制与显示。AD采样单元采集晶闸管两端电压和高压处理板的直流电源电压；触发测试端 G- 用于测量高压处理板的门极触发脉冲；控制器 B1 的 A+ 与 K+ 端用于向高压处理板施加测试用交流220V电压； RC+ 用于向高压处理板 RC- 提供测试用电压。
a，电源回路测试；
初始化系统，通过控制器 B1 的辅助电源处理单元，在控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与控制器 B1 的触发测试端 G- 之间施加交流110V电压；通过控制器 B1 的AD采样单元测试高压处理板的60V测试端子的输出电压，判断测量值是否在55 V-60 V的合格范围内，如果不在测量范围内，则直接判断TE板不合格。如果在合格范围内，则由控制器测量TE板10V测量端子的输出电压。如果10V电源的测量值在10V±1V的范围内，则可以判定该TE板的电源回路工作正常。然后，继续下一步测试。
b，负向回检信号测试；
初始化系统，通过控制器 B1 的辅助电源处理单元，在控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与控制器 B1 的28V电压测试端HK+之间施加直流28V电压，通过控制器 B1 在晶闸管两端 A、K 施加交流220V电压。
通过控制器 B1 的光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 X2 发送控制编码脉冲。
通过控制器 B1 的电压监视单元监视晶闸管阴极阳极 A、K 之间交流电压，当交流电压峰值小于-110V时，通过光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 X2 发出一个3us的单脉冲，并通过光信号输入单元测试能否在40us-60us内收到一个来自高压处理板光信号回检端 X1 的脉宽2us-5us的回报光信号脉冲；若能，监视控制器 B1 的触发测试端 G- 是否接收到高压处理板触发输出端 G+ 发出的触发脉冲，若是，则继续下一步测试。
c，门极触发测试；
初始化系统，通过控制器 B1 的辅助电源处理单元，在控制器 B1 的RC供能端 RC+ 与控制器 B1 的HK端之间施加直流28V电压，通过控制器 B1 的交流输出端在晶闸管两端 A、K 上施加交流220V电压。
通过控制器 B1 的电压监视单元监视晶闸管两端 （A、K） 之间交流电压，当交流电压峰值大于190V时，通过光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 X2 发出脉宽为3us，间隔10us的双脉冲；监视控制器 B1 的触发测试端 G- 是否接收到高压处理板触发输出端 G+ 发出触发脉冲，若是，则继续下一步测试。
d，低压触发测试；
初始化系统，第三控制继电器 K3 动作，公共触头连接到RC串联支路；第四控制继电器 K4 动作，公共触头连接晶闸管门极；此时，晶闸管RC取能电路工作，门极接到TE板。
在控制器 B1 的交流输出端 A+、K+ 之间施加交流220V电压。
通过控制器 B1 的电压监视单元监视晶闸管阴极阳极 A、K 之间电压，当交流电压峰值大于190V时，通过光信号输出电压向测试TE板的光信号触发端 X2 发出脉宽为3us，间隔10us的双脉冲；如果晶闸管阴极阳极 A、K 之间电压小于导通压降2.1V，则判定晶闸管低压触发功能正常，继续下一步测试。
e，高压触发测试；
初始化系统，闭合高压接触器 KM， 第三控制继电器 K3 动作，公共触头连接到RC串联支路；第四控制继电器 K4 动作，公共触头连接晶闸管门极；第一继电器 K1 动作，动触点连接到第一基准电阻 RH ；继电器K2动作；此时，晶闸管接入高压测试电路，控制器B1只负责监测。
监视晶闸管两端 A、K 电压，当控制器 B1 通过光信号输入单元监测到来自高压处理板光信号回检端 X1 的回报脉冲时，如果晶闸管两端 A、K 电压小于导通压降2.1V， 则判定高压触发功能正常，测试结束。
Claims (6)
1.一种晶闸管高压处理板的测试系统，其特征在于，包括用于与晶闸管高压处理板对应连接的一个晶闸管 （V） 、一个控制器 （B1） ，及一个高压测试电路：
一个晶闸管 （V） ，其阴极 （K） 、阳极 （A） 、门极分别用于连接高压处理板的对应端口，且其阴极 （K） 接地；阳极 （A） 与高压处理板的RC取能端 （RC-） 之间连接有RC串联支路，RC取能端 （RC-） 与RC串联支路之间串设有第三继电器 （K3） 的常开触点；门极与高压处理板对应的触发输出端 （G+） 之间串设有第四继电器 （K4） 的常开触点；
一个控制器 （B1） ，包括处理器单元，AD采样单元，同步电压输入单元，光信号输出单元，光信号输入单元，辅助电源处理单元，开出继电器控制单元和电压监视单元；所述处理器单元控制连接开出继电器控制单元、光信号输出单元，输入连接光信号输入单元，通过AD采样单元输入连接电压监视单元，电压监视单元输入连接高压处理板的各电压测试端口 （0，10，60，HK） 以及晶闸管端电压，辅助电源处理单元输入连接分压变压器 （T1） 二次侧，输出测试需要的电压；开出继电器控制单元控制连接所述第三继电器 （K3） 、第四继电器 （K4） 以及第一继电器 （K1） 、第二继电器 （K2） 的线圈；
控制器 （B1） 的光信号输入单元与光信号输出单元分别通过光纤连接高压处理板的光信号回检端 （X1） 与光信号触发端 （X2） ；
控制器 （B1） 的交流输出端 （A+） 与晶闸管阳极 （A） 之间串设有第二限流电阻 （R2） ，第一继电器 （K1） 的常闭触点设在第二限流电阻 （R2） 与晶闸管阳极 （A） 之间；
控制器 （B1） 的交流接地端 （K+） 连接晶闸管阴极 （K） ；
控制器 （B1） 的触发测试端 （G-） 与高压处理板的触发输出端 （G+） 之间串设有第四继电器 （K4） 的常闭触点；
控制器 （B1） 的RC供能端 （RC+） 与高压处理板的RC取能端 （RC-） 之间串设有第三继电器 （K3） 的常闭触点；
控制器 （B1） 连接一个用于人机交互的输入输出设备 （XX1） ；
一个高压测试电路，包括一个高压变压器 （T）， 变压器 （T） 二次侧之间串联第一限流电阻 （R1） 、第一基准电阻 （RH） 、第二基准电阻 （RL） ，第二基准电阻 （RL） 与第一基准电阻 （RH） 的串联点与控制器 （B1） 的基准电压端之间串设第二继电器 （K2） 的常开触点，第二基准电阻 （RL） 的另一端连接晶闸管阴极 （K） ，第一基准电阻 （RH） 的另一端与晶闸管阳极 （A） 之间串设第一继电器 （K1） 的常开触点。
2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述控制器 （B1） 的辅助电源处理单元输入连接的变压器（T1）是一个多抽头变压器，多抽头变压器 （T1） 的一次侧与母线之间串设有控制器接触器 （SB3） 的常开触点。
3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述高压变压器 （T） 的一次侧与母线之间串设有高压测试接触器 （KM） 的常开触点。
4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述输入输出设备 （XX1） 为触摸屏，与控制器 （B1） 通过串口连接。
5.一种如权利要求1-4所述测试系统的测试方法，其特征在于，步骤如下：
a，电源回路测试；
初始化系统，通过控制器 （B1） 的辅助电源处理单元，在控制器 （B1） 的RC供能端 （RC+） 与控制器 （B1） 的触发测试端 （G-） 之间施加交流110V电压；测试高压处理板的电压测试端电压是否在合格范围内，如果合格，继续下一步测试；
b，负向回检信号测试；
初始化系统，通过控制器 （B1） 的辅助电源处理单元，在控制器 （B1） 的RC供能端 （RC+） 与控制器 （B1） 的28V电压测试端（HK+）之间施加直流28V电压，在晶闸管两端 （A、K） 施加交流220V电压；
通过控制器 （B1） 的光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 （X2） 发送控制编码脉冲；
通过控制器 （B1） 监视晶闸管阴极阳极 （A、K） 之间交流电压，当交流电压峰值小于-110V时，通过光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 （X2） 发出一个3us的单脉冲，并通过光信号输入单元测试能否在40us-60us内收到一个来自高压处理板光信号回检端 （X1） 的脉宽2us-5us的回报光信号脉冲；若能，监视控制器（ B1 ）的触发测试端（ G- ）是否接收到高压处理板触发输出端 （G+） 发出的触发脉冲，若是，则继续下一步测试；
c，门极触发测试；
初始化系统，通过控制器 （B1） 的辅助电源处理单元，在控制器 （B1） 的RC供能端 （RC+） 与控制器 （B1） 的28V电压测试端之间施加直流28V电压，在晶闸管两端 （A、K） 上施加交流220V电压；
通过控制器 （B1） 的电压监视单元监视晶闸管阴极阳极 （A、K） 之间交流电压，当交流电压峰值大于190V时，通过光信号输出单元向高压处理板的光信号触发端 （X2） 发出脉宽为3us，间隔10us的双脉冲；监视控制器（ B1 ）的触发测试端（ G- ）是否接收到高压处理板触发输出端 （G+） 发出触发脉冲，若是，则继续下一步测试；
d，低压触发测试；
初始化系统，第三控制继电器 （K3） 动作，公共触头连接到RC串联支路；第四控制继电器 （K4） 动作，公共触头连接晶闸管门极；
在控制器 （B1） 的交流输出端 （A+、K+） 之间施加交流220V电压；
通过控制器 （B1） 的电压监视单元监视晶闸管阴极阳极 （A、K） 之间电压，当交流电压峰值大于190V时，通过光信号输出电压向测试TE板的光信号触发端 （X2） 发出脉宽为3us，间隔10us的双脉冲；如果晶闸管阴极阳极 （A、K） 之间电压小于导通压降，则判定晶闸管低压触发功能正常，继续下一步测试；
e，高压触发测试；
初始化系统，闭合高压接触器 （KM） ，第三控制继电器 （K3） 动作，公共触头连接到RC串联支路；第四控制继电器 （K4） 动作，公共触头连接晶闸管门极；第一继电器 （K1） 动作，公共触点连接到第一基准电阻 （RH） ；第二控制继电器 （K2） 动作；
监测晶闸管两端 （A、K） 电压，当控制器 （B1） 通过光信号输入单元监测到来自高压处理板光信号回检端 （X1） 的回报脉冲时，如果晶闸管两端 （A、K） 电压小于导通压降， 则判定高压触发功能正常，测试结束。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述系统初始化时，控制器接触器 （SB3） 闭合。
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