CN105470160A - 一种高压晶闸管触发板测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在低压供电情况下对晶闸管触发板进行高压单板测试的高压晶闸管触发板测试平台，该测试平台解决了工业企业只能提供低压380V或者220V情况下无法模拟实际工况对晶闸管触发板进行高压测试的问题。所述高压晶闸管触发板测试平台包括升压电路、晶闸管吸收保护电路及主控平台；所述主控平台向所述晶闸管触发板发送晶闸管触发信号，所述晶闸管触发板向所述主控平台反馈所述晶闸管触发板的供电状态信号；所述主控平台通过所述供电状态信号和晶闸管电流值判断所述晶闸管触发板是否正常。

Description

一种高压晶闸管触发板测试平台

技术领域

本发明涉及一种测试平台，具体涉及一种高压晶闸管触发板测试平台。

背景技术

目前，高压晶闸管在高压电力电子装置的应用中越来越广泛，例如：TCR型SVC、TSC型无功补偿装置、高压软启动装置等。高压电力电子装置为了满足高电压等级需求，每相电压的线路一般都由多个高压晶闸管串联而成，同时要求装置在控制过程中每一相中串联的所有高压晶闸管必须同时导通，如果在开通过程中若是有一个或者多个晶闸管未导通，那么相电压必然会全部集中在未导通的晶闸管上，从而造成晶闸管过压损坏，因此，高压晶闸管触发板在生产过程中测试工作尤其重要，特别是采用高位取能方式取电的晶闸管触发板，为了保证整个晶闸管触发板在工作过程中能够正常供电，在高压环境下进行晶闸管单板测试更是必不可少。然而，现在大多数工业企业，企业供电电压一般只有低压380V或者220V，出于电力系统配置和经济原因考虑无法通过电力系统提供电力电子装置实际运行的高电压环境，因此想要实现在做晶闸管触发板高位取能实验的同时进行晶闸管触发实验，必须设计一种在低压供电情况下可以模拟实际工况对晶闸管触发板进行高电压单板测试的测试平台。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，提供一种在低压供电情况下可以进行晶闸管触发板高压单板测试的高压晶闸管触发板测试平台。

本发明采用的技术方案：一种高压晶闸管触发板测试平台，其用于对晶闸管触发板进行高压测试；其特征在于，包括：

一升压电路，其包括调压器、升压变压器及续流电阻；所述调压器的输入端与市电相连接；所述升压变压器的初级侧并联连接到调压器的输出端，其次级侧串联后与续流电阻并联；

一晶闸管吸收保护电路，其包括吸收缓冲电路、反并联晶闸管及限流电抗器；所述吸收缓冲电路、所述反并联晶闸管及所述限流电抗器依次串联后连接在所述续流电阻的两端；所述反并联晶闸管的两端与所述晶闸管触发板连接；

一主控平台，其包括电压互感器、电流互感器、采样板、主控板、上位机及接口板；所述电压互感器与所述调压器的输入端连接；所述电流互感器串联在所述晶闸管吸收保护电路中；所述采样板与所述电压互感器和所述电流互感器相连接；所述主控板与所述采样板、所述上位机及所述接口板相连接；所述接口板与所述晶闸管触发板相连接；

所述主控平台通过所述接口板向所述晶闸管触发板发送晶闸管触发信号，所述晶闸管触发板向所述主控平台反馈所述晶闸管触发板的供电状态信号；所述主控平台通过所述供电状态信号和所述电流互感器采集的晶闸管电流值判断所述晶闸管触发板是否正常。

本发明的效果是：所述高压晶闸管触发板测试平台通过所述升压电路解决了工业企业只能提供低压380V或者220V情况下无法模拟实际工况对晶闸管触发板进行高压测试的问题，并通过所述主控平台对供电状态信号和晶闸管电流值的监控以实现对晶闸管触发板的快速检测。

进一步地，所述主控平台通过所述电压互感器采集所述调压器的输入端的电压，并在不同的输入端的电压相位下向所述晶闸管触发板发送晶闸管触发信号。

进一步地，所述调压器用于将输入的220V或380V的交流电逐渐从0V调节到220V或380V。

进一步地，所述升压变压器多个串联且参数完全一致的变压器。

进一步地，所述续流电阻包括多个串联的电阻。

进一步地，所述吸收缓冲电路包括两个并联的电阻及与所述两个电容串联的电容。

进一步地，所述反并联晶闸管包括两个反向并联的晶闸管。

进一步地，所述限流电抗器串接在反并联晶闸管中，用于防止晶闸管在开通过程中电流产生突变。

进一步地，所述晶闸管触发板包括第一触发端、第二触发端、高位取能端和信号端，所述第一触发端、第二触发端、高位取能端和信号端分别具有两个引脚；所述第一触发端和第二触发端分别触发所述反并联晶闸管中的两个晶闸管，所述第一触发端的一根引脚连到所述其中一晶闸管的控制极，另外一根引脚连到所述其中一晶闸管的阴极；所述第二触发端的一根引脚连到所述其中另一晶闸管的控制极，另外一根引脚连到所述其中另一晶闸管的阴极；所述高位取能端的两个引脚分别连接于所述反并联晶闸管的两端，用于取其中任意一个晶闸管的阴极和阳极之间的电压；所述信号接收端和所述信号发送端与所述接口板连接。

进一步地，所述高压晶闸管触发板测试平台还包括断路器和继电器，所述断路器和所述继电器分别连接在所述调压器的输入端，所述主控板与所述断路器和所述继电器连接；所述主控板可发出指令使继电器线圈动作从而断开断路器以切断所述调压器与市电的连接。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的高压晶闸管触发板测试平台的结构示意图。

100、高压晶闸管触发板测试平台，10、升压电路，11、调压器，12、升压变压器，13、续流电阻，20、晶闸管吸收保护电路，21、吸收缓冲电路，22、反并联晶闸管，23、限流电抗器，30、主控平台，31、电压互感器，32、电流互感器，33、采样板，34、主控板，35、上位机，36、接口板，101、晶闸管触发板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参阅图1，本发明提供了一种在低压供电情况下对晶闸管触发板101进行高压单板测试的高压晶闸管触发板测试平台100，该测试平台解决了工业企业只能提供低压380V或者220V情况下无法模拟实际工况对晶闸管触发板101进行高压测试的问题。

高压晶闸管触发板测试平台100包括升压电路10、晶闸管吸收保护电路20、主控平台30、断路器S1及继电器KA1。

升压电路10由调压器11、升压变压器12、续流电阻13组成。调压器11包括变压器T1，其输入端与市电相连接，其用于将输入的220V交流电慢慢从0V调节到220V，防止直接输入220V对整个测试平台造成电流冲击，从而达到保护整个测试平台的目的。升压变压器12由四个参数完全一致的变压器T2～T5组成，变压器T2～T5的初级侧并联连接到变压器T1的输出端，变压器T2～T5的次级侧串联后与续流电阻13并联。续流电阻13由多个电阻R1～R6串联而成。设定升压变压器12中的变压器T2～T5的变比为N，变压器T2～T5串联后的输出电压为V_O，那么升压电路10最后的输出电压为V_O＝220*N+220*N+220*N+220*N＝880*N。

晶闸管吸收保护电路20包含吸收缓冲电路21、反并联晶闸管22和限流电抗器23。吸收缓冲电路21、反并联晶闸管22及限流电抗器23依次串联后连接在续流电阻13的两端。吸收缓冲电路21由两个并联的电阻R7、R8和与两个电阻R7、R8串联的电容C1组成。反并联晶闸管(22)包括两个反向并联的晶闸管Q1、Q2。吸收缓冲电路21一方面起保护晶闸管Q1、Q2的目的，另一方面它串接在晶闸管触发板101中为取能储能提供回路。限流电抗器L1串接在反并联晶闸管组22中防止晶闸管Q1、Q2在开通过程中电流产生突变，从而起到保护晶闸管Q1、Q2的作用。

主控平台30是整个测试平台的控制核心，它包含电压互感器31、电流互感器32、采样板33、主控板34、上位机35和接口板36。电压互感器31与调压器11的输入端连接，其用于采集调压器11输入端的电压。电流互感器32串联在晶闸管吸收保护电路20，其用于采集流过反并联晶闸管22的电流。采样板33与电压互感器31和电流互感器32相连接。主控板34与采样板33、上位机35及接口板36相连接。接口板36与晶闸管触发板101相连接。采样板33将电压互感器31和电流互感器32采集到的模拟信号经过运放调理和AD转换后变成数字信号发送给主控板34。主控板34接收来自采样板33的电压和电流信号，通过主控板34上MCU中预先编好的程序对采集的数据进行处理，并将处理好的数据通过串口通信的方式发送给上位机35。上位机35是LCD模块或者PC，上位机35的人机界面上可以实时显示调压器11输入端的电压、流过反并联晶闸管22的电流和晶闸管触发板101的供电状态。

断路器S1和继电器KA1分别连接在调压器11的输入端，主控板34与断路器S1和继电器KA1连接。主控板34可发出指令使继电器KA1线圈动作从而断开断路器S1以切断调压器11与市电的连接。

高压晶闸管触发板测试平台100每次可以检测一块晶闸管触发板101。晶闸管触发板101包括第一触发端、第二触发端、高位取能端和信号端，该第一触发端、第二触发端、高位取能端和信号端分别具有两个引脚。该第一触发端和第二触发端分别触发反并联晶闸管22中的两个晶闸管，该第一触发端的一根引脚连到其中一晶闸管的控制极，另外一根引脚连到其中一晶闸管的阴极。该第二触发端的一根引脚连到其中另一晶闸管的控制极，另外一根引脚连到其中另一晶闸管的阴极；高位取能端的两个引脚分别连接于反并联晶闸管22的两端，用于取其中任意一个晶闸管的阴极和阳极之间的电压。该信号端的两个引脚与接口板36连接。

在测试前，通过上位机35设定晶闸管Q1、Q2的触发角度和晶闸管Q1、Q2过流门槛值。当测试平台要进行测试时可以通过人机界面上的操作按钮使断路器S1吸合，当检测到流过反并联晶闸管22的电流超过上位机35上设定的过流门槛值时，主控板34会自动发出指令使继电器KA1线圈动作从而断开断路器S1保护整个测试平台。当上位机35上设定了晶闸管的触发角度并且确认后，主控板会结合检测到的220V交流电的过零点和晶闸管Q1、Q2的触发角度向接口板36发送触发脉冲，触发脉冲通过光纤传送到晶闸管触发板101的光纤接收端口从而触发晶闸管Q1、Q2，同时接口板36的光纤接收端口接收来自晶闸管触发板101的供电状态信号，并将接收到的信号通过主控板34发送到上位机35上显示。

晶闸管触发板101的测试结果可以通过上位机35中显示的晶闸管电流值和晶闸管触发板101的供电状态进行判断。在测试平台正常工作的情况下，当高压晶闸管触发板测试平台100的输入电压和晶闸管触发角度固定的情况下流过晶闸管的电流也是定值，可以通过设定不同的晶闸管触发角度观察流过晶闸管的电流值，从而判断晶闸管触发板101的触发电路是否正常，同时可以通过上位机35上显示的晶闸管触发板101的供电状态从而判断晶闸管触发板101的高位取能电路是否正常。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压晶闸管触发板测试平台(100)，其用于对晶闸管触发板(101)进行高压测试；其特征在于，包括：

一升压电路(10)，其包括调压器(11)、升压变压器(12)及续流电阻(13)；所述调压器(11)的输入端与市电相连接；所述升压变压器(12)的初级侧并联连接到调压器(11)的输出端，其次级侧串联后与续流电阻(13)并联；

一晶闸管吸收保护电路(20)，其包括吸收缓冲电路(21)、反并联晶闸管(22)及限流电抗器(23)；所述吸收缓冲电路(21)、所述反并联晶闸管(22)及所述限流电抗器(23)依次串联后连接在所述续流电阻(13)的两端；所述反并联晶闸管(22)的两端与所述晶闸管触发板(101)连接；

一主控平台(30)，其包括电压互感器(31)、电流互感器(32)、采样板(33)、主控板(34)、上位机(35)及接口板(36)；所述电压互感器(31)与所述调压器(11)的输入端连接；所述电流互感器(32)串联在所述晶闸管吸收保护电路(20)中；所述采样板(33)与所述电压互感器(31)和所述电流互感器(32)相连接；所述主控板(34)与所述采样板(33)、所述上位机(35)及所述接口板(36)相连接；所述接口板(36)与所述晶闸管触发板(101)相连接；

所述主控平台(30)通过所述接口板(36)向所述晶闸管触发板(101)发送晶闸管触发信号，所述晶闸管触发板(101)向所述主控平台(30)反馈所述晶闸管触发板(101)的供电状态信号；所述主控平台(30)通过所述供电状态信号和所述电流互感器(32)采集的晶闸管电流值判断所述晶闸管触发板(101)是否正常。

2.如权利要求1所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述主控平台(30)通过所述电压互感器(31)采集所述调压器(11)的输入端的电压，并在不同的输入端的电压相位下向所述晶闸管触发板(101)发送晶闸管触发信号。

3.如权利要求1所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述调压器(11)用于将输入的220V或380V的交流电逐渐从0V调节到220V或380V。

4.如权利要求3所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述升压变压器(12)为多个串联且参数完全一致的变压器。

5.如权利要求4所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述续流电阻(13)包括多个串联的电阻。

6.如权利要求5所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述吸收缓冲电路(21)包括两个并联的电阻及与所述两个电阻串联的电容。

7.如权利要求6所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述反并联晶闸管(22)包括两个反向并联的晶闸管。

8.如权利要求7所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述限流电抗器串接在反并联晶闸管中，用于防止晶闸管在开通过程中电流产生突变。

9.如权利要求8所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述晶闸管触发板(101)包括第一触发端、第二触发端、高位取能端和信号端，所述第一触发端、第二触发端、高位取能端和信号端分别具有两个引脚；所述第一触发端和第二触发端分别触发所述反并联晶闸管(22)中的两个晶闸管，所述第一触发端的一根引脚连到所述其中一晶闸管的控制极，另外一根引脚连到所述其中一晶闸管的阴极；所述第二触发端的一根引脚连到所述其中另一晶闸管的控制极，另外一根引脚连到所述其中另一晶闸管的阴极；所述高位取能端的两个引脚分别连接于所述反并联晶闸管(22)的两端，用于取其中任意一个晶闸管的阴极和阳极之间的电压；所述信号接收端和所述信号发送端与所述接口板(36)连接。

10.如权利要求1所述的高压晶闸管触发板测试平台，其特征在于：所述高压晶闸管触发板测试平台还包括断路器和继电器，所述断路器和所述继电器分别连接在所述调压器(11)的输入端，所述主控板(34)与所述断路器和所述继电器连接；所述主控板(34)可发出指令使继电器线圈动作从而断开断路器以切断所述调压器(11)与市电的连接。