CN102156223B - 一种直流换流阀晶闸管级阻抗测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新颖的晶闸管级阻抗测试的实现方法，能够有效地提高测试的精度、可靠性、以及效率。通过测试系统将直流电压，交流100Hz，交流10kHz的电压施加至晶闸管级试品，然后测量晶闸管级电压和电流，计算阻抗，并将测试结果通过CAN总线上传至控制显示系统，以便于对例行试验的结果进行判断。

Description

一种直流换流阀晶闸管级阻抗测试装置

技术领域

本发明涉及电力系统器件领域，具体涉及一种直流换流阀晶闸管级阻抗测试装置。

背景技术

晶闸管级作为换流阀的最基本单元，在实际运行过程中可能遇到各种运行工况，该实验方法模拟其最主要的三种工况，在直流、工频和冲击的外部源的影响下的晶闸管级阻尼回路参数。通过利用阻抗测试系统，对晶闸管级试品施加DC、100Hz、10kHz档的激励源，分别测试在这三种源下的晶闸管级阻抗值，并于计算值进行比较，若在要求的误差范围之内，则认为晶闸管级试品合格，否则则认为不合格。

晶闸管级回路是构成换流阀模块的最基本单元，它是由阻尼回路、直流均压回路、晶闸管等组成，它在换流阀运行过程中具有重要意义，因此，对其的准确测量显得尤为重要。

晶闸管级阻抗的测试能够充分反映晶闸管级的连线是否正确、可靠、晶闸管是否损坏等。若晶闸管级试品的连线，试品电阻，电容，晶闸管损坏，则所测的测试值将会和实际计算值有较大差别。传统的对晶闸管级阻抗的测试方法比较单一，大多采用万用表、电容桥等直接测试晶闸管级的阻尼电阻、阻尼电容、直流均压电阻等。该方法操作起来比较麻烦、耗时、没有效率，最重要的是该方法不能提供激励源，不能反映晶闸管级在实际运行过程中的工况，该发明即在这样的背景下提出一种新颖的利用总线的方法来实现。

中国专利申请CN200910241741.8中公布了利用阻抗测试仪LCR单元完成阻尼电阻直，阻尼电容值和直流均压均压电阻值的测量，测量频率为扫频的方法，频率范围为0～1MHz，测试结果通过GPIB总线与工控机之间通讯，并将测试结果显示至工控机，这种测试方法依赖于阻抗测试仪，由于实际工程中，并不需要明确知道晶闸管级每个元件的具体数值，只要知道阻抗是否合格即可，同时由于需要用工控机来读取数据，使得系统的体积，造价，操作过程都过于复杂。该发明所设计的阻抗测试方法能够对晶闸管级回路施加DC、100Hz、10kHz的激励源、通过测试在这三种激励源下的阻抗值，并和实际计算的阻抗值进行比较，如果在允许的误差范围内，则认为试验通过。最重要的是该试验方法能够将测试的数据通过CAN总线上传至控制和显示系统，有利于系统的集成和对试验结果的总体判断。

发明内容

本发明提供了一种新颖的晶闸管级阻抗测试装置，能够有效地提高测试的精度、可靠性、以及效率。利用GPIB总线能够将试验的结果上传至上位机，有利于系统的集成和对试验结果的总体判断。

依据本发明的一种直流换流阀晶闸管级阻抗测试装置，包括

(1)晶闸管级阻抗测试电路包括测试系统、控制显示系统和晶闸管级试品；由测试系统将测试的激励电源施加至晶闸管级试品，其中直流电源的正极施加至晶闸管阳极，晶闸管阴极接地；测试系统通过接收控制显示系统的测试命令进行测试项目的选择，并将测试的结果上传至控制显示系统；

(2)所述的测试系统包括激励源，数据采集系统和通讯系统，测试系统施加至晶闸管级试品的激励源包括DC直流、100Hz交流源和10kHz交流源三种激励源，通过将三种激励源分别施加至晶闸管级试品，通过测量晶闸管级两端的电压和流过晶闸管级试品的电流，并将二者进行除法运算，即可得到晶闸管级试品的阻抗；测试系统的数据采集系统包括电压分压电路，霍尔电流传感器，电压信号调理电路，电流信号调理电路，AD转换电路和DSP系统，激励源的电压电流信号通过数据采集系统和电压电流的转换系统，将模拟信号转换为数字信号，数据采集系统的数据采样率通过DSP主控系统进行控制，DSP系统对采集到的数据进行数据处理，通过计算得到晶闸管级试品的阻抗值，再通过CAN总线将计算的结果上传至控制显示系统。

其中，所述的测试系统能够输出直流、交流100Hz或交流10kHz的电压，其中输出的电压施加至晶闸管的阳极和阴极；

所述的晶闸管级试品包括晶闸管T1、电阻R1和电容C1串联组成的阻尼回路以及电阻R2和电阻R3串联构成的直流均压回路，所述晶闸管T1、阻尼回路和直流均压回路三者并联，所述阻尼回路和直流均压回路并联在晶闸管T1的两端；

所述的控制显示系统能够将阻抗测试的结果显示出来，用以对例行试验的结果进行显示和说明；

所述的测试系统和显示系统之间的数据通讯采用CAN通讯方式，接受阻抗测试命令，并能够及时的将测试结果显示。

本发明的有益效果是：

1、能够利用测试仪器施加测试源，模拟晶闸管级试品在实际运行工况下的阻抗值，该方法真实可靠。

2、传统的测试方法操作比较步骤繁琐，该发明所设计的测试装置方便快捷，易于实现。

3、该发明所设计的测试装置能够将测试结果通过总线上传至上位机，有利于系统的集成和对测试结果的总体判断。

附图说明

为了使本发明的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式的描述，下面给出与本发明相关的附图说明如下：

图1是本发明的晶闸管级阻抗测试原理框图；

图2是阻抗测试系统激励源示意图；

图3是测试系统单元原理图。

具体实施方式

本发明的技术方案如附图1所示，阻抗测试方法是由测试系统，晶闸管级试品，控制和显示系统三部分组成。由测试系统将测试的激励电源施加至晶闸管级试品，其中直流电源的正极加至晶闸管阳极，晶闸管阴极接地。测试系统通过接收控制显示系统的测试命令进行测试项目的选择，并将测试的结果上传至控制显示系统。

参见图2，测试系统的施加至晶闸管级试品的激励源是由DC直流、100Hz交流源、10kHz交流源三种激励源组成，通过将三种激励源分别施加至晶闸管级试品，通过测量晶闸管级两端的电压和流过晶闸管级试品的电流，并将二者进行除法运算，即可得到晶闸管级试品的阻抗。

参见图3，测试系统的数据采集系统是由电压分压电路，霍尔电流传感器，电压信号调理电路，电流信号调理电路，AD转换电路，DSP系统组成，激励源的电压电流信号通过数据采集系统的电压电流转换和采集系统，将模拟信号转换为数字信号，系统的数据采样率通过DSP主控系统控制，DSP进行数据处理，计算得到阻抗值，通过CAN总线将计算的结果上传至控制显示系统。

上面通过特别的实施例内容描述了本发明，但是本领域技术人员还可意识到变型和可选的实施例的多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因此，可以理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本发明中，本发明的范围仅仅被附上的发明权利要求书及其同等物限制。

Claims (2)

1.一种直流换流阀晶闸管级阻抗测试装置，其特征在于

(1)晶闸管级阻抗测试电路包括测试系统、控制显示系统和晶闸管级试品；由测试系统将测试的激励电源施加至晶闸管级试品，其中直流电源的正极施加至晶闸管阳极，晶闸管阴极接地；测试系统通过接收控制显示系统的测试命令进行测试项目的选择，并将测试的结果上传至控制显示系统；

(2)所述的测试系统包括激励源，数据采集系统和通讯系统，测试系统施加至晶闸管级试品的激励源包括DC直流、100Hz交流源和10kHz交流源三种激励源，通过将三种激励源分别施加至晶闸管级试品，通过测量晶闸管级两端的电压和流过晶闸管级试品的电流，并将二者进行除法运算，即可得到晶闸管级试品的阻抗；测试系统的数据采集系统包括电压分压电路，霍尔电流传感器，电压信号调理电路，电流信号调理电路，AD转换电路和DSP系统，激励源的电压电流信号通过数据采集系统和电压电流的转换系统，将模拟信号转换为数字信号，数据采集系统的数据采样率通过DSP主控系统进行控制，DSP系统对采集到的数据进行数据处理，通过计算得到晶闸管级试品的阻抗值，再通过CAN总线将计算的结果上传至控制显示系统。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的测试系统能够输出直流、交流100Hz或交流10kHz的电压，其中输出的电压施加至晶闸管的阳极和阴极；

所述的晶闸管级试品包括晶闸管T1、电阻R1和电容C1串联组成的阻尼回路以及电阻R2和电阻R3串联构成的直流均压回路，所述晶闸管T1、阻尼回路和直流均压回路三者并联，所述阻尼回路和直流均压回路并联在晶闸管T1的两端；

所述的控制显示系统能够将阻抗测试的结果显示出来，用以对例行试验的结果进行显示和说明；

所述的测试系统和显示系统之间的数据通讯采用CAN通讯方式，接受阻抗测试命令，并能够及时的将测试结果显示。