[發(fā)明專利]一種新型晶閘管反向恢復(fù)保護試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010288942.6
• 申請日: 2010-09-20
• 公開（公告）號: CN101975916A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯廣福;陳龍龍;王華鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)器件領(lǐng)域，尤其涉及一種新型晶閘管反向恢復(fù)保護試驗方法。

背景技術(shù)

晶閘管關(guān)斷過程中，電流從額定值降為零后，才具備承受反向電壓的能力。由于晶閘管結(jié)電容的存在，需要一定的反向恢復(fù)電荷，使得電流過零后反向流動，這一過程被成為反向恢復(fù)期。正常運行時，晶閘管在反向恢復(fù)期承受著工頻交流電壓，dv/dt均在允許的范圍內(nèi)，如果在此期間出現(xiàn)交流網(wǎng)壓擾動，換相失敗，雷電沖擊等就有可能造成晶閘管兩端的dv/dt超標。因此，必須對晶閘管施加反向恢復(fù)期的保護。

目前國內(nèi)外還沒有類似的技術(shù)發(fā)明。傳統(tǒng)的晶閘管反向恢復(fù)期的保護試驗都是用工頻同步和沖擊電壓發(fā)生器去調(diào)節(jié)，通過調(diào)整工頻同步的電角度，從而調(diào)節(jié)進入反向恢復(fù)期的電壓，然后測量該負壓，確定反向恢復(fù)期的時間，然后施加沖擊電壓，最終完成反向恢復(fù)期的保護試驗。這樣做的優(yōu)點在于做起來簡單易行，但是調(diào)節(jié)同步需要消耗較多時間，并且山于操作，在重復(fù)性和可控性上具有很大的缺點，本發(fā)明采用了數(shù)字的可控方式，通過采集同步信號，利用控制電路和測量電路來控制進入反向恢復(fù)其的時間，反向恢復(fù)期的電壓，并利用光觸發(fā)信號觸發(fā)沖擊電壓發(fā)生器放電，安全可靠，重復(fù)性好，自動化能力強。專利CN200710178248.7直流換流閥恢復(fù)期瞬時正向電壓試驗的方法中提到通過合成實驗裝置在直流換流閥晶閘管關(guān)斷過程中，將沖擊電壓施加至試品閥上，該專利所涉及的恢復(fù)期保護試驗方法是針對直流換流閥閥模塊進行試驗，由于該試驗中沖擊電壓的幅值較高，難于產(chǎn)生對于單個晶閘管進行的試驗的沖擊電壓值，恢復(fù)期施加正向沖擊的時間調(diào)節(jié)方法比較難于控制，不能實現(xiàn)精確控制的目的。本專利所設(shè)計的恢復(fù)期正向電壓保護的試驗方法，能夠通過過零檢測電路產(chǎn)生的同步方波進行準確控制恢復(fù)期施加正向沖擊的時刻，沖擊電壓發(fā)生器是給單級晶閘管定制的，幅值和波頭時間調(diào)節(jié)方便靈活，利用光信號進行觸發(fā)控制，可靠安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種新穎的晶閘管反向恢復(fù)期保護試驗的實現(xiàn)方法，該發(fā)明使用了與傳統(tǒng)試驗方法截然不同的原理，其原理如框圖1所示。通過檢測回路，將低壓回路的電壓信號引至控制回路，然后通過嚴格的控制時序，在電壓的負向過零點，啟動電壓檢測電路，若檢測到晶閘管兩端的電壓低于-30V時，立即啟動沖擊電壓發(fā)生器的點火電路，當電壓檢測電路檢測到晶閘管兩端的電壓大于保護水平時，TCU產(chǎn)生觸發(fā)脈沖觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，從而避免使晶閘管損壞。

本發(fā)明提出的一種新型晶閘管恢復(fù)期保護試驗方法，對晶閘管恢復(fù)期保護是在晶閘管的恢復(fù)期期間施加沖擊電壓，驗證晶閘管電子設(shè)備TE在恢復(fù)期正向過電壓大于1.2kV時能否對晶閘管進行保護，進行該方法的晶閘管恢復(fù)期保護試驗電路是由低電壓回路和沖擊電壓發(fā)生器兩部分組成，所述低電壓回路為晶閘管級試品提供正常工作的電壓，沖擊電壓發(fā)生器為晶閘管級試品提供沖擊電壓，沖擊電壓的波頭時間為1.2us～100us，試驗平臺控制絕緣柵雙極型功率管IGBT、晶閘管電子設(shè)備TE和沖擊電壓發(fā)生器的工作；

所述的晶閘管恢復(fù)期保護試驗電路是由220V交流源，隔離開關(guān)、隔離變壓器、限流電阻、IGBT、晶閘管級試品、3kV沖擊電壓發(fā)生器和試驗平臺構(gòu)成，所述220V交流源的輸出端和隔離開關(guān)相連接，隔離開關(guān)和隔離變壓器相連接，隔離變壓器的輸出端和限流電阻相連接，限流電阻和IGBT相連，IGBT的輸出端和晶閘管級試品連接，沖擊電壓發(fā)生器的高壓端和晶閘管級試品連接。

其中，晶閘管恢復(fù)期保護試驗電路沖擊電壓發(fā)生器接收試驗平臺的觸發(fā)信號，觸發(fā)脈沖寬度約為1ms，當接收到該觸發(fā)脈沖后，觸發(fā)點火沖擊電壓發(fā)生器。

其中，沖擊電壓發(fā)生器的觸發(fā)點火時刻是當檢測到晶閘管兩端的電壓小于-30V時，由試驗平臺向沖擊電壓發(fā)生器發(fā)送出發(fā)點火脈沖，使得沖擊電壓施加至晶閘管級試品。

其中，所述晶閘管級試品是由阻尼回路、直流均壓回路、晶閘管和TE構(gòu)成，阻尼回路是由阻尼電阻和阻尼電容構(gòu)成，直流均壓回路是有兩個直流均壓電阻串聯(lián)構(gòu)成。

其中，所述低壓回路由IGBT控制，通過向IGBT施加開通、關(guān)斷信號就可以控制IGBT的開通和關(guān)斷，從而低壓回路變成可控的，當為了向晶閘管級試品施加沖擊電壓時，通過控制IGBT2關(guān)斷，可使得沖擊電壓不會施加至隔離變壓器，從而保證沖擊電壓不會施加至交流電源。

其中，所述控制電路的過電壓過零檢測電路檢測電壓的過零點，從而產(chǎn)生整個控制系統(tǒng)的控制基準，通過對該控制基準進行延時，從而控制IGBT的觸發(fā)時刻和沖擊電壓發(fā)生器的觸發(fā)點火時刻，從而根據(jù)實際試驗需要調(diào)整施加沖擊電壓的時刻。