CN103048601A - 一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法和装置，简单易实现，且所需设备容量小，装置成本低。该方法直接对单个晶闸管进行非周期触发试验，能够在换流阀组装之前即对内部各个晶闸管耐受非周期触发电压电流的能力进行校验，从而提高换流阀生产制造的安全性与经济性。且该方法可以通过提高试验参数充分考核阀串联结构分散性对晶闸管非周期触发应力带来的影响，提高换流阀长期运行可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法和装置。
背景技术
非周期触发试验是晶闸管换流阀绝缘试验中一项重要的测试内容，该试验目的是验证换流阀在最大运行电压和非周期应力条件下开通时，晶闸管及其辅助电路有足够的电流和电压耐受能力。根据IEC60700标准，非周期触发试验有避雷器法和并联电容法，其中并联电容法在阀两端并联电容器，其电容值需至少引起与预期阀电流最初时间段内同样大的放电电流，用此电容和一个电阻代替避雷器和换相电感，保证晶闸管开通初期阶段电流应力与换流阀非周期触发工况下开通应力相近。并联电容法由于简单，易实现，目前得到了广泛应用。但该方法试验对象为一个完整的单阀，不能直接对单个晶闸管耐受非周期触发电压电流的能力进行考核，如果试验中某个晶闸管出现故障或者烧毁，则可能损坏整个被试阀和试验装置，带来较大的经济损失甚至造成安全隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法和装置，简单易实现，且所需设备容量小，装置成本低。该方法直接对单个晶闸管进行非周期触发试验，能够在换流阀组装之前即对内部各个晶闸管耐受非周期触发电压电流的能力进行校验，从而提高换流阀生产制造的安全性与经济性。且该方法可以通过提高试验参数充分考核阀串联结构分散性对晶闸管非周期触发应力带来的影响，提高换流阀长期运行可靠性。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
提供一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：将试品晶闸管进行加热到换流阀运行状况下的等效结温；
步骤2：对试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电，充电至试验电压恒流源G自动闭锁；
步骤3：触发试品晶闸管，使试验电容器CG和杂感电容器Cst释放能量，完成试品晶闸管一次开通应力测试；
步骤4：重复步骤2和步骤3，进行下一次开通应力测试，直至测试结束。
所述步骤1中，闭合开关Kr，控制直流电压源E，通过电阻r对试品晶闸管进行加热到换流阀运行状况下的等效结温。
所述步骤2中，闭合开关KG，控制恒流源G输出直流电流对试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电，充电至试验电压恒流源G自动闭锁。
所述步骤3中，发出试品晶闸管触发脉冲，使试品晶闸管触发导通后试验电容器CG和杂感电容器Cst均释放能量，两者放电与饱和电抗器L谐振产生试验电流，完成试品晶闸管一次开通应力测试。
所述步骤4中，测试完成后，关闭恒流源G，断开开关KG；分别闭合开关K1和开关K2，将试验电容器CG和杂感电容器Cst残存能量分别释放完毕；关闭直流电压源E，闭合开关Kr，停止加热。
同时提供一种晶闸管非周期触发并联电容试验装置，所述装置包括恒流源G、试验主电路单元、加热回路单元和保护回路单元；所述恒流源G输出直流电流对试验主电路单元的试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电；充电至试验电压恒流源G闭锁并发出试品晶闸管触发脉冲，在试品晶闸管触发导通后试验电容器CG和杂感电容器Cst放电产生试验电流，完成试品晶闸管非周期触发并联电容法开通应力试验；所述加热回路单元对试品晶闸管加热到试验结温；所述保护回路单元防止测试对试品晶闸管损坏。
所述试验主电路单元包括试验电容器CG、电阻R、开关K1、开关K2、电阻r1、电阻r2、杂感电容器Cst和饱和电抗器L；所述开关K1和电阻r1串联后并联在所述试验电容器CG两端构成CG//r1-K1支路，所述开关K2和电阻r2串联后并联在所述杂感电容器Cst两端构成Cst//r2-K2支路，所述CG//r1-K1支路、电阻R、Cst//r2-K2支路和饱和电感器L依次串联。
所述加热回路单元包括绝缘导热板A、开关Kr、电阻r、直流电压源E、绝缘导热板B和触发信号回路，所述绝缘导热板A、开关Kr、电阻r、直流电压源E和绝缘导热板B依次串联后，并联在试品晶闸管两端，实现试验主电路单元和加热回路单元的电气隔离。
所述保护回路单元包括阻尼电阻Rd、阻尼电容Cd和均压电阻Rw；其中阻尼电阻Rd与阻尼电容Cd串联构成Rd-Cd串联支路，所述Rd-Cd串联支路与所述均压电阻Rw并联后，并联在试品晶闸管两端。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、能够模拟复现换流阀非周期触发工况下晶闸管电压电流应力，具有较好的试验等效性；
2、简单易实现，所需设备容量小，装置成本低；
3、直接对单个晶闸管进行非周期触发试验，能够在换流阀组装之前即对内部各个晶闸管耐受非周期触发电压电流的能力进行校验，提高换流阀生产制造的安全性与经济性；
4、可以通过提高试验参数来充分考核阀串联结构分散性对晶闸管非周期触发应力带来的影响，提高换流阀长期运行可靠性。
附图说明
图1是晶闸管非周期触发并联电容试验装置拓扑结构图；
图2是晶闸管非周期触发并联电容试验装置对试品晶闸管进行开通测试时的试验电压波形图；
图3是晶闸管非周期触发并联电容试验装置对试品晶闸管进行开通测试时的试验电流波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-图3，提供一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：将试品晶闸管进行加热到换流阀运行状况下的等效结温；
步骤2：对试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电，充电至试验电压恒流源G自动闭锁；
步骤3：触发试品晶闸管，使试验电容器CG和杂感电容器Cst释放能量，完成试品晶闸管一次开通应力测试；
步骤4：重复步骤2和步骤3，进行下一次开通应力测试，直至测试结束。
所述步骤1中，闭合开关Kr，控制直流电压源E，通过电阻r对试品晶闸管进行加热到换流阀运行状况下的等效结温。
所述步骤2中，闭合开关KG，控制恒流源G输出直流电流对试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电，充电至试验电压恒流源G自动闭锁。
所述步骤3中，发出试品晶闸管触发脉冲，使试品晶闸管触发导通后试验电容器CG和杂感电容器Cst均释放能量，两者放电与饱和电抗器L谐振产生试验电流，完成试品晶闸管一次开通应力测试。
所述步骤4中，测试完成后，关闭恒流源G，断开开关KG；分别闭合开关K1和开关K2，将试验电容器CG和杂感电容器Cst残存能量分别释放完毕；关闭直流电压源E，闭合开关Kr，停止加热。
试验时加热回路预先将试品晶闸管加热到换流阀运行状况下的等效结温，然后通过恒流源对试验电容器CG、杂感电容器Cst进行充电，当其电压达到预定值时闭锁恒流源并触发试品晶闸管。合理选择试验电容器CG与电阻R的参数，即可实现换流阀非周期触发工况下晶闸管电压电流应力的模拟复现，完成对晶闸管耐受能力的校验考核。
同时提供一种晶闸管非周期触发并联电容试验装置，所述装置包括恒流源G、试验主电路单元、加热回路单元和保护回路单元；所述恒流源G输出直流电流对试验主电路单元的试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电；充电至试验电压恒流源G闭锁并发出试品晶闸管触发脉冲，在试品晶闸管触发导通后试验电容器CG和杂感电容器Cst放电产生试验电流，完成试品晶闸管非周期触发并联电容法开通应力试验；所述加热回路单元对试品晶闸管加热到试验结温；所述保护回路单元防止测试对试品晶闸管损坏。
所述试验主电路单元包括试验电容器CG、电阻R、开关K1、开关K2、电阻r1、电阻r2、杂感电容器Cst和饱和电抗器L；所述开关K1和电阻r1串联后并联在所述试验电容器CG两端构成CG//r1-K1支路，所述开关K2和电阻r2串联后并联在所述杂感电容器Cst两端构成Cst//r2-K2支路，所述CG//r1-K1支路、电阻R、Cst//r2-K2支路和饱和电感器L依次串联。
所述加热回路单元包括绝缘导热板A、开关Kr、电阻r、直流电压源E、绝缘导热板B和触发信号回路，所述绝缘导热板A、开关Kr、电阻r、直流电压源E和绝缘导热板B依次串联后，并联在试品晶闸管两端，实现试验主电路单元和加热回路单元的电气隔离。
所述保护回路单元包括阻尼电阻Rd、阻尼电容Cd和均压电阻Rw；其中阻尼电阻Rd与阻尼电容Cd串联构成Rd-Cd串联支路，所述Rd-Cd串联支路与所述均压电阻Rw并联后，并联在试品晶闸管两端。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种晶闸管非周期触发并联电容试验方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：将试品晶闸管进行加热到换流阀运行状况下的等效结温；
步骤2：对试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电，充电至试验电压恒流源G自动闭锁；
步骤3：触发试品晶闸管，使试验电容器CG和杂感电容器Cst释放能量，完成试品晶闸管一次开通应力测试；
步骤4：重复步骤2和步骤3，进行下一次开通应力测试，直至测试结束。
2.根据权利要求1所述的晶闸管非周期触发并联电容试验方法，其特征在于：所述步骤1中，闭合开关Kr，控制直流电压源E，通过电阻r对试品晶闸管进行加热到换流阀运行状况下的等效结温。
3.根据权利要求1所述的晶闸管非周期触发并联电容试验方法，其特征在于：所述步骤2中，闭合开关KG，控制恒流源G输出直流电流对试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电，充电至试验电压恒流源G自动闭锁。
4.根据权利要求1所述的晶闸管非周期触发并联电容试验方法，其特征在于：所述步骤3中，发出试品晶闸管触发脉冲，使试品晶闸管触发导通后试验电容器CG和杂感电容器Cst均释放能量，两者放电与饱和电抗器L谐振产生试验电流，完成试品晶闸管一次开通应力测试。
5.根据权利要求1所述的晶闸管非周期触发并联电容试验方法，其特征在于：所述步骤4中，测试完成后，关闭恒流源G，断开开关KG；分别闭合开关K1和开关K2，将试验电容器CG和杂感电容器Cst残存能量分别释放完毕；关闭直流电压源E，闭合开关Kr，停止加热。
6.一种晶闸管非周期触发并联电容试验装置，其特征在于：所述装置包括恒流源G、试验主电路单元、加热回路单元和保护回路单元；所述恒流源G输出直流电流对试验主电路单元的试验电容器CG和杂感电容器Cst进行充电；充电至试验电压恒流源G闭锁并发出试品晶闸管触发脉冲，在试品晶闸管触发导通后试验电容器CG和杂感电容器Cst放电产生试验电流，完成试品晶闸管非周期触发并联电容法开通应力试验；所述加热回路单元对试品晶闸管加热到试验结温；所述保护回路单元防止测试对试品晶闸管损坏。
7.根据权利要求6所述的晶闸管非周期触发并联电容试验装置，其特征在于：所述试验主电路单元包括试验电容器CG、电阻R、开关K1、开关K2、电阻r1、电阻r2、杂感电容器Cst和饱和电抗器L；所述开关K1和电阻r1串联后并联在所述试验电容器CG两端构成CG//r1-K1支路，所述开关K2和电阻r2串联后并联在所述杂感电容器Cst两端构成Cst//r2-K2支路，所述CG//r1-K1支路、电阻R、Cst//r2-K2支路和饱和电感器L依次串联。
8.根据权利要求6所述的晶闸管非周期触发并联电容试验装置，其特征在于：所述加热回路单元包括绝缘导热板A、开关Kr、电阻r、直流电压源E、绝缘导热板B和触发信号回路，所述绝缘导热板A、开关Kr、电阻r、直流电压源E和绝缘导热板B依次串联后，并联在试品晶闸管两端，实现试验主电路单元和加热回路单元的电气隔离。
9.根据权利要求6所述的晶闸管非周期触发并联电容试验装置，其特征在于：所述保护回路单元包括阻尼电阻Rd、阻尼电容Cd和均压电阻Rw；其中阻尼电阻Rd与阻尼电容Cd串联构成Rd-Cd串联支路，所述Rd-Cd串联支路与所述均压电阻Rw并联后，并联在试品晶闸管两端。
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