CN103439640A

CN103439640A - 反并联晶闸管的高电位状态检测装置

Info

Publication number: CN103439640A
Application number: CN2013103870473A
Authority: CN
Inventors: 徐振; 曹洋; 谭胜武; 杨磊; 初蕊; 吕顺凯; 王桂华; 陈孟君
Original assignee: Zhuzhou National Engineering Research Center of Converters Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou National Engineering Research Center of Converters Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明公开一种反并联晶闸管的高电位状态检测装置，包括并联于两个反并联晶闸管两端的动态均压电路和电压检测电路，电压检测电路包括依次连接的第一检测支路、分压电阻及第二检测支路，第一检测支路和第二检测支路分别检测两个反并联的晶闸管中对应晶闸管的高电位状态并发送；第一检测支路包括依次并联的第一稳压管、第二电容、第二电阻及第一光纤发送器，第二检测支路包括依次并联的第二稳压管、第三电容、第三电阻及第二光纤发送器，其中第一稳压管与第二稳压管方向相反。本发明具有结构简单紧凑、检测方法方便有效、能够同时检测两个反并联晶闸管的状态、无需专用电源供电且安全可靠的优点。

Description

反并联晶闸管的高电位状态检测装置

技术领域

本发明涉及晶闸管领域，尤其涉及一种反并联晶闸管的高电位状态检测装置。

背景技术

晶闸管具有高耐压等级、大电流容量、可靠性高等优点，广泛应用于高压直流输电系统和工业变流领域。单个晶闸管承受电压的能力有限，实际应用中多采用若干个晶闸管串联来提升设备的电压等级。为保护晶闸管以达到提高设备可靠性的目的，一般采用BOD作为晶闸管的保护器件，但BOD保护有一定的局限性，既要求BOD保护的准确性，又要求控制系统能实时准确的检测到BOD保护动作。除了对晶闸管的保护，对其工作状态的实时检测也是非常有必要的，可以用来正确判断晶闸管的好坏，以及晶闸管的运行状态。

在SVC、软启动等设备中大量使用了反并联晶闸管这种基本组合结构，当工业现场中出现晶闸管故障时，需要快速判断故障晶闸管所在的位置，因此实时检测晶闸管的状态是很有必要的，有助于快速故障定位，可以为设备的维护节约时间。

现有技术中，晶闸管高电位检测方法是在被检测晶闸管的两端并联数个电阻，通过检测其中某个电阻的电压来判定晶闸管是否承受反向电压；或者在并联电阻中串联一个光耦，通过检测光耦的光敏三极管通断状态来判定晶闸管是否承受反向电压。但这些方法都需要为检测电路提供专用的电源，该电源一般由外部提供，或直接从晶闸管高电位处取能。如果由外部提供电源，必须要解决电气隔离问题，这必然会增加系统的复杂性，同时成本也会随之增加。如果从晶闸管高电位处取能，随之而来的是复杂的取能电路。进一步的，现有技术中通常一个检测电路只能检测一只晶闸管的状态，对于反并联晶闸管的应用时有一定的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，提供一种结构简单紧凑、检测方法方便有效、能够同时检测两个反并联晶闸管的状态、无需专用电源供电且安全可靠的反并联晶闸管的高电位状态检测装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种反并联晶闸管的高电位状态检测装置，包括并联于两个反并联晶闸管两端的动态均压电路和电压检测电路，所述电压检测电路检测两个反并联晶闸管的高电位状态。

所述动态均压电路由第一电容C1和第一电阻R1串联构成；所述电压检测电路包括依次连接的第一检测支路、分压电阻R4及第二检测支路；所述第一检测支路、第二检测支路分别检测两个反并联的晶闸管中对应晶闸管的高电位状态，输出高电位状态信号。

所述第一检测支路包括依次并联的第一稳压管V1、第二电容C2、第二电阻R2及第一纤发送器HP1；所述第二检测支路包括依次并联的第二稳压管V2、第三电容C3、第三电阻R3及第二光纤发送器HP2；所述第一稳压管V1与所述第二稳压管V2方向相反。

作为本发明的进一步改进：所述第一检测支路还包括第一限流电阻R5，所述第一限流电阻R5与第一光纤发送器HP1串联。

作为本发明的进一步改进：所述第二检测支路还包括第二限流电阻R6，所述第二限流电阻R6与第二光纤发送器HP2串联。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明将动态均压电路与电压检测电路并联在反并联晶闸管两端检测两个反并联晶闸管的工作状态，结构简单紧凑、检测方法方便且有效、能够同时检测两个晶闸管的工作状态。

（2）本发明无需使用专用的电源，避免了电源的消耗及获取的困难，同时采用光纤进行信号发送，将光纤隔离与无源电路相结合，适用于比较高的电位系统。

（3）本发明采用稳压管限压及电阻限流相结合的光纤发送器过流保护方法，保证光纤发送器在高电位系统中可靠工作。

附图说明

图1是本发明在具体应用实施例中结构原理示意图。

图2是本实施例中电压检测电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明在具体应用实施例中结构原理，包括两个反并联的晶闸管：第一晶闸管T1和第二晶闸管T2、并联在两个反并联晶闸管两端的动态均压电路和电压检测电路，电压检测电路与动态均压电路并联，动态均压电路由第一电阻R1和第一电容C1串联而成。电压检测电路检测两个反并联晶闸管的高电位状态，输出高电位状态信号。

如图2所示，本实施例中电压检测电路结构，包括第一检测支路、分压电阻R4及第二检测支路，第一检测支路、分压电阻R4及第二检测支路依次连接，第一检测支路、第二检测支路分别检测两个反并联的晶闸管中对应晶闸管的高电位状态，输出高电位状态信号。第一检测支路包括依次并联的第一稳压管V1、第二电容C2、第二电阻R2及第一光纤发送器HP1，第一稳压管V1与第一光纤发送器HP1导通方向相反。第二检测支路包括依次并联的第二稳压管V2、第三电容C3、第三电阻R3及第二光纤发送器HP2，第二稳压管V2与第二光纤发送器HP2导通方向相反。第一稳压管V1与第二稳压管V的方向相反，即有电流通过时仅有一个稳压管能够导通。

本实施例中，第一检测支路中的第一光纤发送器HP1与两个反并联的晶闸管中的第一晶闸管T1导通方向相同，即由第一检测支路检测第一晶闸管T1的高电位状态，相应的第二检测支路检测第二晶闸管T2的高电位状态，当晶闸管导通时，由对应的检测支路输出高电位状态信号。

当第一晶闸管T1承受正向电压导通时，电流经过第一光纤发送器HP1，第一光纤发送器HP1通过光纤将信号送出。第二稳压管V2因承受正向电压而导通，第二光纤发送器HP2因无电流经过不发送信号。

当第二晶闸管T2承受正向电压导通时，电流经过第二光纤发送器HP2，第二光纤发送器HP2通过光纤将信号送出。第一稳压管V1因承受正向电压而导通，第一光纤发送器HP1因无电流经过不发送信号。

当第一晶闸管T1和第二晶闸管T2有一个被击穿时，电压检测电路两端的电压近似为零，第一光纤发送器HP1和第二光纤发送器HP2均不发送信号。

采用以上结构，将动态均压电路与电压检测电路并联在反并联晶闸管两端检测两个反并联晶闸管的工作状态，结构简单紧凑、检测方法方便且有效；无需使用专用的电源，避免了电源的消耗及获取的困难，同时采用光纤进行信号发送，将光纤隔离与无源电路相结合，适用于比较高的电位系统。

第一光纤发送器HP1和第二光纤发送器HP2的正向电流有一定限制，超过该限制可能导致其损坏。本实施例中，在第一检测支路中还包括第一限流电阻R5，第一限流电阻R5与第一光纤发送器HP1串联；在第二检测支路中还包括第二限流电阻R6，第二限流电阻R6与第二光纤发送器HP2串联。第一限流电阻R5、第二限流电阻R6用来保护第一光纤发送器HP1和第二光纤发送器HP2不发生过流故障；同时第一稳压管V1使得第一检测支路中第一光纤发送器HP1和第一限流电阻R5所在的支路的电压限制在一定范围以内，第二稳压管V2使得第二检测支路中第二光纤发送器HP2和第二限流电阻R6所在的支路的电压限制在一定范围以内。采用以上结构，稳压管限压及电阻限流相结合的光纤发送器过流保护方法，保证光纤发送器在高电位系统中可靠工作。

假设晶闸管正向电压为1500V，分压电阻R4阻值为30kΩ，此时第二稳压管V2因承受正向电压而导通，其两端电压很小，近似分析可认为正向电压1500V全加载在分压电阻R4上，而电流约为50mA。第一光纤发送器HP1的驱动电流约为十几毫安，适当配置第一稳压管V1、第二电容C2、第二电阻R2的参数值，足以驱动第一光纤发送器HP1工作。

本发明中电压检测电路另一种结构，包括两个分压电阻、整流桥及检测支路。反并联晶闸管两端各经过一串联电阻限流分压后经过一个整流桥，整流桥只需要连接一个如上所述检测电路就可实现两个并联晶闸管的状态检测。

上述结构在使用时，步骤为：

（1）晶闸管承受正向电压时，将电流转化为电信号并通过光纤发出；

（2）晶闸管承受反向电压时，不发送信号；

（3）两个晶闸管中有一个被击穿时，不发送信号。

本实施例中，步骤（1）中电流经过限流后发出。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种反并联晶闸管的高电位状态检测装置，其特征在于：包括并联于两个反并联晶闸管两端的动态均压电路和电压检测电路，所述电压检测电路检测两个反并联晶闸管的高电位状态，输出高电位状态信号；

所述动态均压电路由第一电容C1和第一电阻R1串联构成；所述电压检测电路包括依次连接的第一检测支路、分压电阻R4及第二检测支路；所述第一检测支路、第二检测支路分别检测两个反并联的晶闸管中对应晶闸管的高电位状态，输出高电位状态信号；

所述第一检测支路包括依次并联的第一稳压管V1、第二电容C2、第二电阻R2及第一光纤发送器HP1；所述第二检测支路包括依次并联的第二稳压管V2、第三电容C3、第三电阻R3及第二光纤发送器HP2；所述第一稳压管V1与所述第二稳压管V2方向相反。

2.根据权利要求1所述的反并联晶闸管的高电位状态检测装置，其特征在于：所述第一检测支路还包括第一限流电阻R5，所述第一限流电阻R5与第一光纤发送器HP1串联。

3.根据权利要求1所述的反并联晶闸管的高电位状态检测装置，其特征在于：所述第二检测支路还包括第二限流电阻R6，所述第二限流电阻R6与第二光纤发送器HP2串联。