CN113514749A - 晶闸管均压检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶闸管均压检测装置，包括：变压器，用于外接交流电源以及连接待测晶闸管组；电源模块，与所述变压器相连接，所述电源模块将输入的交流电转换成直流电输出；选择模块，与所述电源模块以及待测晶闸管组相连接，用于选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块；控制模块，与所述选择模块和所述电源模块相连接，用于控制所述选择模块选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块以及采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的数据；显示模块，与所述控制模块和所述电源模块相连接，用于接收并显示控制模块输出的检测结果。

Description

晶闸管均压检测装置及检测方法

技术领域

本申请涉及直流输电、高压直流输电技术领域，特别是涉及一种晶闸管均压检测装置及检测方法。

背景技术

在过去的几十年的技术发展中，为了应对越来越频繁的冰灾，减少覆冰造成的电网设备破坏，避免大面积断线倒塔，进行了直流融冰装置的研发和应用。为了提高融冰效率，融冰装置需要输出较高的电压。但是由于晶闸管器件本身特性及工艺结构的限制，使晶闸管在满足较高的频率和较好的动态特性的同时，元件的耐压不会太高。所以器件需要串联使用来满足需求，而且串联数量越来越多，由串联器件之间电压不均引起的器件失效问题也随之出现。

针对晶闸管的静态均压，一般是采取电阻匹配法，电阻的阻值远小于器件阻断时的正反向电阻，使得器件阻断时的电压取决于分压电阻的阻值。针对晶闸管的动态均压的措施是在晶闸管的两端并联电阻和电容的串联电路，利用电容电压不能突变的原理，在开关动态过程中可以保持器件两端的电压不会突变。

而目前国内晶闸管动态均压性能试验尚无专门的试验设备，相关试验存在费工费时、试验条件复杂等缺点。在现有技术的晶闸管串联阀组均压测试装置中采集单元级数较多且所需变压器为大型变压器。现有的晶闸管串联阀组均压测试装置存在以下问题：测试装置元件数量多和重量较大，不合适在空间布局紧凑的现场使用。

发明内容

基于此，本发明在于提供一种晶闸管均压检测装置及检测方法，通过选择模块和控制模块来检测各级晶闸管的端电压。

为了实现上述目的，本发明提供了一种晶闸管均压检测装置，包括：

变压器，用于外接交流电源以及连接待测晶闸管组；

电源模块，与所述变压器相连接，所述电源模块将输入的交流电转换成直流电输出；

选择模块，与所述电源模块以及待测晶闸管组相连接，用于选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块；

控制模块，与所述选择模块和所述电源模块相连接，用于控制所述选择模块选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块以及采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的数据；还用于根据采集的数据进行端电压检测，以及对端电压检测不合格的待测晶闸管组进行阻抗测试，得到检测结果；其中，所述检测结果包含电压检测结果、阻抗检测结果以及不合格的晶闸管子模块的位置；

显示模块，与所述控制模块和所述电源模块相连接，用于接收并显示控制模块输出的检测结果。

在其中一个实施例中，所述选择模块包括晶闸管选择单元和测试模式选择单元，所述晶闸管选择单元和所述测试模式选择单元均与所述电源模块相连接，所述晶闸管选择单元和所述晶闸管组中的各个所述晶闸管子模块相连接，所述测试模式选择单元和所述晶闸管选择单元相连接，所述晶闸管选择单元和所述测试模式选择单元均与所述控制模块相连接。

在其中一个实施例中，所述晶闸管选择单元包括电压互感器和两个以上的继电器，每个所述继电器的触点开关与一个所述晶闸管子模块相连接，每个所述继电器的线圈与所述测试模式选择单元连接，每个所述继电器的线圈设置在并联支路上；所述电压互感器连接每个所述继电器的线圈以及所述控制模块；所述电压互感器采集所述晶闸管子模块的端电压。

在其中一个实施例中，所述测试模式选择单元包括选择继电器，所述选择继电器的触点开关设置在所述晶闸管选择单元的各个所述继电器的并联总支路上，所述选择继电器的线圈与所述控制模块相连接。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括电压采集单元、阻抗测试单元、控制单元以及输出接口单元；所述电压采集单元、所述阻抗测试单元、所述控制单元以及所述输出接口单元均与所述电源模块相连接；所述控制单元连接所述电压采集单元、所述阻抗测试单元以及所述输出接口单元，所述电压采集单元连接所述晶闸管选择单元中的所述电压互感器，所述阻抗测试单元连接所述测试模式选择单元中的所述选择继电器；所述输出接口单元连接所述显示模块；所述电压采集单元与所述晶闸管子模块相连接，用于接收所述电压互感器采集的电压数据；所述阻抗测试单元与所述晶闸管子模块相连接，用于接收阻抗测试数据。

在其中一个实施例中，所述显示模块包括连接所述输出接口单元的显示器、指示灯中的至少一种。

为了实现本发明的目的，本发明还采用如下技术方案：

一种使用上述实施例所提供的晶闸管均压检测装置的晶闸管均压检测方法，包括:

接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块，采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的端电压并储存；

判断所述待测晶闸管组中各晶闸管子模块的端电压是否合格；

输出电压检测结果；

对端电压不合格的晶闸管子模块进行阻抗测试，并记录不合格的晶闸管子模块的位置；

输出阻抗检测结果以及不合格的晶闸管子模块的位置。

在其中一个实施例中，在所述接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块，采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的端电压并储存，包括：控制继电器按照次序触发所述待测晶闸管组中各晶闸管子模块，采集各晶闸管子模块的端电压并保存。

在其中一个实施例中，

所述晶闸管子模块的端电压合格判定标准为：

其中，n为所述待测晶闸管组中各晶闸管子模块的数量，U_i为第i个所述待测晶闸管组中第i个晶闸管子模块的端电压。

本发明的有益效果为：本实施例所提供的一种晶闸管均压检测装置，该晶闸管均压检测装置通过控制模块来控制选择模块进行选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块，来分别检测待测晶闸管组中各晶闸管子模块的电压以及电阻的不同性能。且该晶闸管均压检测装置的组成部分简单，装置元件数量较小，且该晶闸管均压检测装置的装置元件可以小型化，轻量化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为晶闸管均压检测装置的结构示意图。

图2为晶闸管均压检测装置选择模块结构示意图。

图3为晶闸管均压检测方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

参阅图1与图2，图1为一实施例中晶闸管均压检测装置的结构示意图。

在本实施例中所提供的一种晶闸管均压检测装置及晶闸管均压检测方法用于融冰装置阀组的动态均压检测，可以解决现有的检测装置体积和重量比较大且测试功能简单的问题。本实施例所提供的晶闸管均压检测装置中各元件均设置在一个便携机箱内，可以将装置的总重量控制在30kg以内，且通过采用分时采样的方法将测试仪体积和重量减小，还设置有故障元件定位功能。

在一个实施例中，该晶闸管均压检测装置包括：变压器10，用于外接交流电源以及连接待测晶闸管组60；电源模块20，与变压器10相连接，电源模块20将输入的交流电转换成直流电输出；选择模块30，与电源模块20以及待测晶闸管组60相连接，用于选择接通待测晶闸管组60中各晶闸管子模块；控制模块40，与选择模块30和电源模块20相连接，用于控制选择模块30选择接通待测晶闸管组60中各晶闸管子模块以及采集待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的数据；还用于根据采集的数据进行端电压检测，以及对端电压检测不合格的待测晶闸管组60进行阻抗测试，得到检测结果；其中，所述检测结果包含电压检测结果、阻抗检测结果以及不合格的晶闸管子模块的位置；显示模块50，与控制模块40和电源模块20相连接，用于显示检测结果。

本实施例所提供的一种晶闸管均压检测装置，该晶闸管均压检测装置通过控制模块40来控制选择模块30进行选择接通待测晶闸管组60中各晶闸管子模块，来分别检测待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的电压以及电阻的不同性能。且该晶闸管均压检测装置的组成部分简单，装置元件数量较小，且该晶闸管均压检测装置的装置元件可以小型化，轻量化。

在一个实施例中，变压器10为隔离变压器。该隔离变压器的原边输入端接入工频交流电压，原边输入端设置有继电器102，可通过继电器1002控制输入端是否接入工频交流电压。该隔离变压器的副边输出端设置有测试接口，该测试接口包括但不限于接线插座、端子等物理接口。待测晶闸管组60通过测试线与测试接口连接，将待测晶闸管组60接入变压器10。且在测试过程中，只需要一次接线操作，将待测晶闸管组60接入到晶闸管均压检测装置，测试中途不需要手动更换测试线。

在一个实施例中，晶闸管均压检测装置还包括测试启动开关101，测试启动开关101设置在变压器10的原边输入端。测试启动开关101为一对能自复位的旋钮开关，该旋钮开关可以使得晶闸管均压检测装置的操作安全性更高，避免误启动等问题。启动该旋钮开关101后，位于变压器原边输入端的继电器闭合，晶闸管均压检测装置接入交流电压，开始进行均压测试。

在一个实施例中，待测晶闸管组60包括两个以上的晶闸管子模块，各个晶闸管子模块之间串联后通过测试接口与变压器10连接。具体地，待测晶闸管组60中每个晶闸管子模块由晶闸管和与之并联的电阻电容串联回路组成。其中，第一子支路有一个晶闸管组成，第二子支路为一个电阻和一个电容串联组成。晶闸管子模块采取动态均压模式，具体为在晶闸管的两端并联电阻和电容的串联电路。动态均压模式利用电容电压不能突变的原理，可以在变压器开关动态过程中可以保持测试器件两端的电压不会突变。

在一个实施例中，选择模块30包括晶闸管选择单元301和测试模式选择单元302，晶闸管选择单元301和测试模式选择单元302均与电源模块20相连接，晶闸管选择单元301和晶闸管组中的各个晶闸管子模块相连接，测试模式选择单元302和晶闸管选择单元301相连接，晶闸管选择单元301和测试模式选择单元302均与控制模块40相连接。具体地，选择模块30中的晶闸管选择单元301通过测试接口与待测晶闸管组60相连接。测试接口包括但不限于端子、接线插座等物理接口。具体地，在均压检测过程中，选择模块30能够分时接入待测晶闸管组60中各个晶闸管子模块，且选择模块30在元件故障定位时能够直接选择均压性能不合格的晶闸管子模块。选择模块30在均压测试过程中受控制模块40控制，能够分时接入各晶闸管子模块电压信息至控制模块40内，减少了采集单元的级数，使装置更小更轻。

在一个实施例中，晶闸管选择单元301包括电压互感器3011和包含两个以上的继电器的继电器组3012，在继电器组3012中的每个继电器的触点开关与一个晶闸管子模块相连接，每个继电器的线圈与测试模式选择单元302连接，每个继电器的线圈设置在并联支路上；电压互感器3011连接每个继电器的线圈以及控制模块40。电压互感器3011由控制模块40控制，可以依次控制继电器导通触点开关，采集该继电器所对应的晶闸管子模块的电压信息。

在一个实施例中，测试模式选择单元302包括选择继电器3021，选择继电器3021的触点开关与晶闸管选择单元301的各个继电器的并联总支路上，选择继电器3021的线圈与控制模块40相连接。控制模块40通过控制该选择继电器3021的触点开关断开或闭合以及配合电压互感器3011，来控制进行不同的测试模式，包括电压采集测试和阻抗测试。

在一个实施例中，控制模块40包括电压采集单元401、阻抗测试单元402、控制单元403以及输出接口单元404；电压采集单元401、阻抗测试单元402、控制单元403以及输出接口单元404均与电源模块20相连接；控制单元403连接电压采集单元401、阻抗测试单元402以及输出接口单元404，电压采集单元401连接晶闸管选择单元301中的电压互感器3011，阻抗测试单元402连接测试模式选择单元302中的选择继电器3021；输出接口单元404连接显示模块50。电压采集单元401与晶闸管子模块相连接，用于接收电压采集数据；阻抗测试单元402与晶闸管子模块相连接，用于接收阻抗测试数据。该控制模块40通过控制选择模块30，可以进行对测晶闸管组中各个晶闸管子模块均压性能的判断，且控制模块40具备对晶闸管子模块进行阻抗参数测试的功能。控制模块40还具有开出模块，能够指示测试结果。控制模块40通过输出接口能够与上位机相连接，实现控制与显示等功能。控制模块40还通过输出接口将显示数据输出给显示器。

在一个实施例中，显示模块50包括连接输出接口单元404的显示器、指示灯中的至少一种。显示模块50接收控制模块40所输出的显示信号，显示出待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的均压检测结果和阻抗测试结果，还可以显示出均压性能不合格的晶闸管子模块的在待测晶闸管组60中的具体位置。

在本实施例中所提供的晶闸管均压检测装置，包括变压器10、电源模块20、选择模块30、控制模块40以及显示模块50。该晶闸管均压检测装置具备串联晶闸管组的均压性能检测、串联晶闸管组的阻抗检测、检测结果显示以及对均压性能不合格的故障晶闸管定位的功能。变压器10的原边输入端接入工频交流电压，且原边输入端受继电器102控制，变压器10副边输出端设置有测试接口，可通过测试线连接至待测晶闸管组60两端。控制模块40包括电压采集单元401、阻抗测试单元402、控制单元403以及输出接口单元404等功能单元。选择模块30包括晶闸管选择单元301和测试模式选择单元302。在均压检测过程中，控制模块40能够控制晶闸管选择单元301能够依次将晶闸管子模块接入进行检测，且在定位故障晶闸管子模块位置时，晶闸管选择单元301能够直接选择均压性能不合格的晶闸管子模块。选择模块30在均压测试过程中受控制模块40控制，能够分时接入各晶闸管子模块电压信息至控制模块40内，减少了采集单元的级数，使晶闸管均压检测装置更小更轻。在整个测试过程中，只需要一次接线操作，将待测晶闸管组60接入到晶闸管均压检测装置，测试中途不需要手动更换测试线。变压器、电源模块20、选择模块30、控制模块40以及显示模块50均设置在一个便携机箱内，且整个晶闸管均压检测装置总重量不超过30kg，便携机箱的输入端用于连接工频交流电源，输出端用于连接待测晶闸管组60。

本实施例还提供一种上述任一项实施例中的晶闸管均压检测装置的检测方法，包括：

接通待测晶闸管组60中各晶闸管子模块，采集待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的端电压并储存；

判断待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的端电压是否合格；

输出电压检测结果给显示模块50；

对端电压不合格的晶闸管子模块进行阻抗测试，并记录不合格的闸管子模块的位置；

输出阻抗检测结果以及不合格的晶闸管子模块的位置。

在一个实施例中，在接通待测晶闸管组60中各晶闸管子模块，采集待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的端电压并储存，包括：控制继电器按照次序触发待测晶闸管组60中各晶闸管子模块，采集各晶闸管子模块的端电压并保存。

在一个实施例中，晶闸管子模块的端电压合格判定标准为：

其中，n为待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的数量，U_i为第i个待测晶闸管组60中第i个晶闸管子模块的端电压。

在一个实施例中，启动晶闸管均压检测装置的测试启动开关进行晶闸管均压检测，控制位于变压器原边输入端的继电器闭合，晶闸管均压检测装置接入交流电压。控制模块40中的控制单元403控制测试模式选择单元302进行测试模式选择。在进行晶闸管子模块的均压测试时，控制选择继电器3021断开触点开关，来分离均压测试的高压与阻抗测试单元402。控制模块40控制晶闸管选择单元301中的电压互感器3011和控制继电器按时序依次导通控制继电器的触点开关，电压采集单元401依次采集各个晶闸管子模块的端电压。电压采集单元401依次采集从第一组晶闸管子模块直至最后一组晶闸管子模块(待测晶闸管组60包括n组晶闸管子模块)的端电压，采集完所有晶闸管子模块的端电压后，对所有晶闸管子模块的端电压进行均压性能判断。具体地，晶闸管子模块的端电压合格判定标准为：

其中，n为待测晶闸管组60中各晶闸管子模块的数量，U_i为第i个待测晶闸管组60中第i个晶闸管子模块的端电压。晶闸管子模块的均压性能判断完成后，将检测结果输出给显示模块50，且断开变压器原边输入端的继电器。

完成晶闸管子模块的均压性能判断后，依次读取各个晶闸管子模块的均压性能测试结果。阻抗测试单元402对均压性能测试不合格的晶闸管子模块进行阻抗测试，并记录不合格的待测晶闸管组60中晶闸管子模块的位置。控制模块40输出阻抗检测结果以及不合格的待测晶闸管组60中晶闸管子模块的位置给显示模块50。

如图3所示，为一种晶闸管均压检测装置的检测方法流程示意图。包括，测试开始，检测晶闸管均压检测装置的测试启动开关是否旋钮到位，若测试启动开关未旋钮到位，则不会启动晶闸管均压检测装置；若测试启动开关旋钮到位，则进行晶闸管组的均压测试。在均压测试时，首先控制变压器上的继电器闭合触点开关，测试模式选择单元302的选择继电器3021的触点开关处于断开状态。均压测试采样选择第一晶闸管子模块的端电压，并依次采集第二晶闸管子模块的端电压，直至采集完第n晶闸管子模块的端电压(待测晶闸管组60共有n个晶闸管子模块)。进行均压判断，并输出测试结果。控制变压器上的继电器断开触点开关，控制测试模式选择单元302的选择继电器3021的触点开关闭合。进行阻抗检测，并定位故障晶闸管子模块。依次读取各个晶闸管子模块的均压测试结果，对均压测试不合格的晶闸管子模块进行阻抗测试，并定位故障晶闸管子模块。输出检测结果。测试结束。

上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶闸管均压检测装置，其特征在于，包括：

变压器，用于外接交流电源以及连接待测晶闸管组；

电源模块，与所述变压器相连接，所述电源模块将输入的交流电转换成直流电输出；

选择模块，与所述电源模块以及待测晶闸管组相连接，用于选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块；

控制模块，与所述选择模块和所述电源模块相连接，用于控制所述选择模块选择接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块以及采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的数据；还用于根据采集的数据进行端电压检测，以及对端电压检测不合格的待测晶闸管组进行阻抗测试，得到检测结果；其中，所述检测结果包含电压检测结果、阻抗检测结果以及不合格的晶闸管子模块的位置；

显示模块，与所述控制模块和所述电源模块相连接，用于接收并显示控制模块输出的检测结果。

2.根据权利要求1所述的晶闸管均压检测装置，其特征在于，所述晶闸管组包括两个以上的晶闸管子模块，各个所述晶闸管子模块之间串联后通过测试接口与所述变压器连接。

3.根据权利要求2所述的晶闸管均压检测装置，其特征在于，所述选择模块包括晶闸管选择单元和测试模式选择单元，所述晶闸管选择单元和所述测试模式选择单元均与所述电源模块相连接，所述晶闸管选择单元和所述晶闸管组中的各个所述晶闸管子模块相连接，所述测试模式选择单元和所述晶闸管选择单元相连接，所述晶闸管选择单元和所述测试模式选择单元均与所述控制模块相连接。

4.根据权利要求3所述的晶闸管均压检测装置，其特征在于，所述晶闸管选择单元包括电压互感器和两个以上的继电器，每个所述继电器的触点开关与一个所述晶闸管子模块相连接，每个所述继电器的线圈与所述测试模式选择单元连接，每个所述继电器的线圈设置在并联支路上；所述电压互感器连接每个所述继电器的线圈以及所述控制模块；所述电压互感器采集所述晶闸管子模块的端电压。

5.根据权利要求4所述的晶闸管均压检测装置，其特征在于，所述测试模式选择单元包括选择继电器，所述选择继电器的触点开关设置在所述晶闸管选择单元的各个所述继电器的并联总支路上，所述选择继电器的线圈与所述控制模块相连接。

6.根据权利要求5所述的晶闸管均压检测装置，其特征在于，所述控制模块包括电压采集单元、阻抗测试单元、控制单元以及输出接口单元；所述电压采集单元、所述阻抗测试单元、所述控制单元以及所述输出接口单元均与所述电源模块相连接；所述控制单元连接所述电压采集单元、所述阻抗测试单元以及所述输出接口单元，所述电压采集单元连接所述晶闸管选择单元中的所述电压互感器，所述阻抗测试单元连接所述测试模式选择单元中的所述选择继电器；所述输出接口单元连接所述显示模块；所述电压采集单元与所述晶闸管子模块相连接，用于接收所述电压互感器采集的电压数据；所述阻抗测试单元与所述晶闸管子模块相连接，用于接收阻抗测试数据。

7.根据权利要求8所述的晶闸管均压检测装置，其特征在于，所述显示模块包括连接所述输出接口单元的显示器、指示灯中的至少一种。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的晶闸管均压检测装置的检测方法，其特征在于，包括:

接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块，采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的端电压并储存；

判断所述待测晶闸管组中各晶闸管子模块的端电压是否合格；

输出电压检测结果；

对端电压不合格的晶闸管子模块进行阻抗测试，并记录不合格的晶闸管子模块的位置；

输出阻抗检测结果以及不合格的晶闸管子模块的位置。

9.根据权利要求8所述的晶闸管均压检测方法，其特征在于，在所述接通待测晶闸管组中各晶闸管子模块，采集待测晶闸管组中各晶闸管子模块的端电压并储存，包括：控制继电器按照次序触发所述待测晶闸管组中各晶闸管子模块，采集各晶闸管子模块的端电压并保存。

10.根据权利要求9所述的晶闸管均压检测方法，其特征在于，所述晶闸管子模块的端电压合格判定标准为：

其中，n为所述待测晶闸管组中各晶闸管子模块的数量，U_i为第i个所述待测晶闸管组中第i个晶闸管子模块的端电压。

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