CN204008981U - 高压晶闸管阀组故障检测电路 - Google Patents
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Abstract
高压晶闸管阀组故障检测电路，涉及晶闸管故障检测技术领域。解决了现有晶闸管阀组检测电路存在结构复杂、不易操作和反应速度慢的问题。所述故障检测电路结构简单，比较器工作于高压一次回路中，检测到的信号经简单处理用光纤传到低压侧进行投切控制和故障处理，当其中的一个晶闸管击穿后，它所在的那节阻抗接近纯阻性，其相位比正常的那节滞后近90度，当两个晶闸管同时击穿时，多谐振荡器没有输出，这和阀组投入使用时的情况一致，利用所述故障检测电路对每两个晶闸管进行检测，对电路的输出进行比较，并将比较结果通过发光二极管在板上直接显示，从而实现对高压晶闸管阀组的故障检测。本实用新型适用于对晶闸管阀组进行故障检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶闸管故障检测技术领域。
背景技术
在高电压大电流的电力电子领域，串联阀组工作中，组内器件的安全运行直接影响阀组工作的可靠性。以晶闸管为例，由于受晶闸管耐压等级的限制，在中高压领域里，必须将多个晶闸管串联使用。由于单只晶闸管损坏后常体现为短路特性，因而间接增加了组内其余未损坏器件的受压。当组内晶闸管损坏个数超过设计裕量时，如果阀组没有及时从主回路中切除，易造成整个阀组的耐压等级不足，全部击穿。因而在晶闸管串联阀组工作过程中，需要对晶闸管阀组进行故障检测是非常必要的，而目前检测高压晶闸管阀组的检测电路结构复杂，不易操作，反应速度慢。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有晶闸管阀组检测电路存在结构复杂、不易操作和反应速度慢的问题，提出了高压晶闸管阀组故障检测电路。
高压晶闸管阀组故障检测电路包括检测电路和显示电路，所述检测电路包括：
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一多谐振荡器和第二多谐振荡器，
第一电阻的一端与第一电容的一端连接于节点C1，
第一电阻的另一端与第三电阻的一端连接，
第三电阻的另一端同时与第一二极管的阴极、第二二极管的阳极、第二运算放大器的一号输入引脚和第二运算放大器的一号输入引脚连接，
第一电容的另一端与第二电阻的一端连接于节点COM，
第二电阻的另一端与第二电容的一端连接，
第二电容的另一端与第四电阻的一端连接于节点C2，
第四电阻的另一端同时与第三二极管的阳极、第四二极管的阴极、第一运算放大器的二号输入引脚和第三运算放大器的一号输入引脚连接，
第一二极管的阳极、第三二极管的阴极、第二二极管的阴极与第四二极管的阳极连接于节点COM，
第二运算放大器的二号输入引脚和第三运算放大器的二号输入引脚连接于节点COM，
节点COM接地，
第二运算放大器的输出引脚与第一多谐振荡器的一号输入引脚连接，
第三运算放大器的输出引脚与第二多谐振荡器的一号输入引脚连接，
第一运算放大器的输出引脚同时与第一多谐振荡器的二号输入引脚和第二多谐振荡器的二号输入引脚连接，
上述连接节点C1、节点COM和节点C2为连接待测晶闸管的连接节点，
所述显示电路包括上管显示电路和下管显示电路，且上管显示电路与下管显示电路的电路结构相同，所述上管显示电路包括：
第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容、第五二极管、发光二极管、场效应管和比较器，
第五电阻的一端与第一多谐振荡器的输出引脚连接，
第五电阻的另一端与场效应管的G管脚连接，
场效应管的S管脚接电源地，
场效应管的D管脚同时与第六电阻的一端和第七电阻的一端连接，第五二极管与第七电阻并联连接，并且该和第五二极管的阳极与场效应管的D管脚连接，
第六电阻的另一端连接电源VCC，
第七电阻的另一端同时与第三电容的一端和第八电阻的一端连接，
第三电容的另一端接电源地，
第八电阻的另一端与比较器的正相信号输入引脚连接，
比较器的反相输入引脚连接电源地，
比较器的输出引脚与发光二极管的阴极连接，
发光二极管的阳极与第九电阻的一端连接，
第九电阻的另一端连接电源VCC。
有益效果：本实用新型提出的高压晶闸管阀组故障检测电路，电路结构简单，比较器工作于高压一次回路中，检测到的信号经简单处理用光纤传到低压侧进行投切控制和故障处理，灵活性和抗干扰性能非常强，具有很高的实用价值。
高压阀组中的两个相邻的两个晶闸管，在阀组没有投入时相当于开路状态，每只晶闸管连同它的动态均压装置相当于一个个接近纯容性的阻抗，阻容元件一般可控制在1％以内，这时的相位一致性很理想，正常时，如图4所示，GZ、OUT_A和OUT_B的相位一致，OUTA和OUTB的输出为零，当其中的一个晶闸管(例如上管)击穿后，它所在的那节阻抗接近纯阻性，其相位比正常的那节滞后近90度，这时多谐振荡器很容易分辨出来，如图5所示。当两个晶闸管同时击穿时，多谐振荡器没有输出，这和阀组投入使用时的情况一致，利用本实用新型所提出的故障检测电路对每两个晶闸管进行检测，对电路的输出进行比较，并将比较结果通过发光二极管在板上直接显示，从而实现对高压晶闸管阀组的故障检测。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的检测电路的电路图；
图2为具体实施方式一所述的上管显示电路的电路图；
图3为下管显示电路的电路图；
图4为晶闸管阀组没有投入时，检测电路中GZ、OUT_A、OUT_B、OUTA和OUTB的输出波形示意图；
图5为上管击穿后，检测电路中GZ、OUT_A、OUT_B、OUTA和OUTB的输出波形示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1-图3说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的高压晶闸管阀组故障检测电路包括检测电路和显示电路，所述检测电路包括：
第一电阻1、第二电阻3、第三电阻5、第四电阻6、第一电容2、第二电容4、第一二极管7、第二二极管8、第三二极管9、第四二极管10、第一运算放大器11、第二运算放大器12、第三运算放大器13、第一多谐振荡器14和第二多谐振荡器15，
第一电阻1的一端与第一电容2的一端连接于节点C1，
第一电阻1的另一端与第三电阻5的一端连接，
第三电阻5的另一端同时与第一二极管7的阴极、第二二极管8的阳极、第二运算放大器12的一号输入引脚和第二运算放大器12的一号输入引脚连接，
第一电容2的另一端与第二电阻3的一端连接于节点COM，
第二电阻3的另一端与第二电容4的一端连接，
第二电容4的另一端与第四电阻6的一端连接于节点C2，
第四电阻6的另一端同时与第三二极管9的阳极、第四二极管10的阴极、第一运算放大器11的二号输入引脚和第三运算放大器13的一号输入引脚连接，
第一二极管7的阳极、第三二极管9的阴极、第二二极管8的阴极与第四二极管10的阳极连接于节点COM，
第二运算放大器12的二号输入引脚和第三运算放大器13的二号输入引脚连接于节点COM，
节点COM接地，
第二运算放大器12的输出引脚与第一多谐振荡器14的一号输入引脚连接，
第三运算放大器13的输出引脚与第二多谐振荡器15的一号输入引脚连接，
第一运算放大器11的输出引脚同时与第一多谐振荡器14的二号输入引脚和第二多谐振荡器15的二号输入引脚连接，
上述连接节点C1、节点COM和节点C2为连接待测晶闸管的连接节点，
所述显示电路包括上管显示电路和下管显示电路，且上管显示电路与下管显示电路的电路结构相同，所述上管显示电路包括：
第五电阻16、第六电阻18、第七电阻20、第八电阻21、第九电阻25、第三电容22、第五二极管19、发光二极管24、场效应管17和比较器23，
第五电阻16的一端与第一多谐振荡器14的输出引脚连接，
第五电阻16的另一端与场效应管17的G管脚连接，
场效应管17的S管脚接电源地，
场效应管17的D管脚同时与第六电阻18的一端和第七电阻20的一端连接，第五二极管19与第七电阻20并联连接，并且该和第五二极管19的阳极与场效应管17的D管脚连接，
第六电阻18的另一端连接电源VCC，
第七电阻20的另一端同时与第三电容22的一端和第八电阻21的一端连接，
第三电容22的另一端接电源地，
第八电阻21的另一端与比较器23的正相信号输入引脚连接，
比较器23的反相输入引脚连接电源地，
比较器23的输出引脚与发光二极管24的阴极连接，
发光二极管24的阳极与第九电阻25的一端连接，
第九电阻25的另一端连接电源VCC。
本实用新型提出的高压晶闸管阀组故障检测电路，比较器23工作于高压一次回路中，检测到的信号经简单处理用光纤传到低压侧进行投切控制和故障处理，灵活性和抗干扰性能非常强，具有很高的实用价值。
高压阀组中的两个相邻的两个晶闸管，在阀组没有投入时相当于开路状态，每只晶闸管连同它的动态均压装置相当于一个个接近纯容性的阻抗，阻容元件一般可控制在1％以内，这时的相位一致性很理想，正常时，如图4所示，GZ、OUT_A和OUT_B的相位一致，OUTA和OUTB的输出为零，当其中的一个晶闸管(例如上管)击穿后，它所在的那节阻抗接近纯阻性，其相位比正常的那节滞后近90度，这时多谐振荡器很容易分辨出来，如图5所示。当两个晶闸管同时击穿时，多谐振荡器没有输出，这和阀组投入使用时的情况一致，利用本实用新型所提出的故障检测电路对每两个晶闸管进行检测，对电路的输出进行比较，并将比较结果通过发光二极管在板上直接显示，从而实现对高压晶闸管阀组的故障检测。
在某些重要场合中，可以将GZ、OUT_A和OUT_B的输出信号用光纤传给DSP或MCU，用处理器强大的计算功能来处理信号，并根据相位角计算出晶闸管击穿程度，即击穿后的阻值，将结果用图示的方法通过LCD显示屏进行直观的显示。
本实用新型采用隔离供电方式工作，可采用低压型或电流型，电压性工作稳定但对绝缘要求较高，成本较高，电流型变压器制作简单、绝缘强度也容易做到，但是需要一个特殊电压。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的高压晶闸管阀组故障检测电路的区别在于，所述第一运算放大器11、第二运算放大器12和第三运算放大器13均采用型号为LM358的运算放大器实现。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的高压晶闸管阀组故障检测电路的区别在于，所述第一多谐振荡器14和第二多谐振荡器15均采用型号为CD4070的多谐振荡器实现。
Claims (3)
1.高压晶闸管阀组故障检测电路，其特征在于，它包括检测电路和显示电路，所述检测电路包括：
第一电阻(1)、第二电阻(3)、第三电阻(5)、第四电阻(6)、第一电容(2)、第二电容(4)、第一二极管(7)、第二二极管(8)、第三二极管(9)、第四二极管(10)、第一运算放大器(11)、第二运算放大器(12)、第三运算放大器(13)、第一多谐振荡器(14)和第二多谐振荡器(15)，
第一电阻(1)的一端与第一电容(2)的一端连接于节点C1，
第一电阻(1)的另一端与第三电阻(5)的一端连接，
第三电阻(5)的另一端同时与第一二极管(7)的阴极、第二二极管(8)的阳极、第二运算放大器(12)的一号输入引脚和第二运算放大器(12)的一号输入引脚连接，
第一电容(2)的另一端与第二电阻(3)的一端连接于节点COM，
第二电阻(3)的另一端与第二电容(4)的一端连接，
第二电容(4)的另一端与第四电阻(6)的一端连接于节点C2，
第四电阻(6)的另一端同时与第三二极管(9)的阳极、第四二极管(10)的阴极、第一运算放大器(11)的二号输入引脚和第三运算放大器(13)的一号输入引脚连接，
第一二极管(7)的阳极、第三二极管(9)的阴极、第二二极管(8)的阴极与第四二极管(10)的阳极连接于节点COM，
第二运算放大器(12)的二号输入引脚和第三运算放大器(13)的二号输入引脚连接于节点COM，
节点COM接地，
第二运算放大器(12)的输出引脚与第一多谐振荡器(14)的一号输入引脚连接，
第三运算放大器(13)的输出引脚与第二多谐振荡器(15)的一号输入引脚连接，
第一运算放大器(11)的输出引脚同时与第一多谐振荡器(14)的二号输入引脚和第二多谐振荡器(15)的二号输入引脚连接，
上述连接节点C1、节点COM和节点C2为连接待测晶闸管的连接节点，
所述显示电路包括上管显示电路和下管显示电路，且上管显示电路与下管显示电路的电路结构相同，所述上管显示电路包括：
第五电阻(16)、第六电阻(18)、第七电阻(20)、第八电阻(21)、第九电阻(25)、第三电容(22)、第五二极管(19)、发光二极管(24)、场效应管(17)和比较器(23)，
第五电阻(16)的一端与第一多谐振荡器(14)的输出引脚连接，
第五电阻(16)的另一端与场效应管(17)的G管脚连接，
场效应管(17)的S管脚接电源地，
场效应管(17)的D管脚同时与第六电阻(18)的一端和第七电阻(20)的一端连接，第五二极管(19)与第七电阻(20)并联连接，并且该和第五二极管(19)的阳极与场效应管(17)的D管脚连接，
第六电阻(18)的另一端连接电源VCC，
第七电阻(20)的另一端同时与第三电容(22)的一端和第八电阻(21)的一端连接，
第三电容(22)的另一端接电源地，
第八电阻(21)的另一端与比较器(23)的正相信号输入引脚连接，
比较器(23)的反相输入引脚连接电源地，
比较器(23)的输出引脚与发光二极管(24)的阴极连接，
发光二极管(24)的阳极与第九电阻(25)的一端连接，
第九电阻(25)的另一端连接电源VCC。
2.根据权利要求1所述的高压晶闸管阀组故障检测电路，其特征在于，所述第一运算放大器(11)、第二运算放大器(12)和第三运算放大器(13)均采用型号为LM358的运算放大器实现。
3.根据权利要求1所述的高压晶闸管阀组故障检测电路，其特征在于，所述第一多谐振荡器(14)和第二多谐振荡器(15)均采用型号为CD4070的多谐振荡器实现。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108011357A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-08 | 保定尤耐特电力科技有限公司 | 一种晶闸管组串保护装置及方法 |
| CN112702052A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-23 | 山东管理学院 | 一种高压晶闸管阀组触发系统及方法 |
| CN113900000A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-07 | 上海希形科技有限公司 | 晶闸管投切器自动校准和测试装置及工作方法 |
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| CN108011357B (zh) * | 2017-12-26 | 2019-04-05 | 保定尤耐特电力科技有限公司 | 一种晶闸管组串保护装置及方法 |
| CN112702052A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-23 | 山东管理学院 | 一种高压晶闸管阀组触发系统及方法 |
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