[發明專利]高壓晶閘管閥組快速在線故障檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201210547919.3
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN102998620A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 高強;徐殿國;王云杰;王思宇;金淼鑫;周長城;蘇博男;李志城;周再良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R31/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發明涉及高壓晶閘管閥組快速在線故障檢測裝置及方法，屬于晶閘管在線檢測領域。

背景技術

在高電壓大電流的電力電子領域，往往需要將多個耐壓等級較低的功率半導體器件串聯使用以使半導體開關達到更高的耐壓等級，串聯多只低壓功率半導體開關的成本要比使用單只高耐壓等級的開關器件低。在串聯閥組工作中，組內器件的安全運行直接影響閥組工作的可靠性。以晶閘管為例，由于受晶閘管耐壓等級的限制，在中高壓領域里，必須將多個晶閘管串聯使用。由于單只晶閘管損壞后常體現為短路特性，因而間接增加了組內其余未損壞器件的受壓。當組內晶閘管損壞個數超過設計裕量時，如果閥組沒有及時從主回路中切除，易造成整個閥組的耐壓等級不足，全部擊穿。因而在晶閘管串聯閥組工作過程中，確保其運行可靠性的關鍵技術為實時檢測閥組的工作狀態，當閥組耐壓等級不足時，及時切除閥組。而目前檢測高壓晶閘管閥組的檢測電路結構復雜，不易操作，反應速度慢，且成本高。

發明內容

本發明目的是為了解決目前檢測高壓晶閘管閥組的檢測電路結構復雜，不易操作，反應速度慢，且成本高的問題，提供了一種高壓晶閘管閥組快速在線故障檢測裝置及方法。

本發明所述高壓晶閘管閥組快速在線故障檢測裝置，它包括高頻交變電流源、能量耦合單元、整流濾波電路、穩壓電路、處理器、調理電路、檢測電路和光纖，

高頻交變電流源的輸出端與能量耦合單元的輸入端相連，能量耦合單元的輸出端與整流濾波電路的交流輸入端相連，整流濾波電路的直流輸出端與穩壓電路的輸入端相連，穩壓電路的輸出端同時與處理器、調理電路和檢測電路的直流供電端相連，

調理電路接收高壓晶閘管閥組中待檢測的晶閘管端電壓信號，調理電路的輸出端與檢測電路的輸入端相連，檢測電路的輸出端通過光纖與處理器的信號輸入端相連。

能量耦合單元采用磁環變壓器來實現。

調理電路包括放大器、電阻R₁、電阻R₂、電阻R₃、電阻R₄、電阻R₇、電阻R_S和電容C_S，

電阻R_S和電容C_S串聯后并聯在高壓晶閘管閥組中待檢測的晶閘管的兩端；

電阻R₁和電阻R₂串聯后并聯在電阻R_S和電容C_S的串聯支路兩端；

電阻R₁和電阻R₂的連接點與電阻R₃的一端相連，電阻R₃的另一端與放大器的反相輸入端相連；

電阻R₁和電阻R₂串聯支路的電阻R₂側與電阻R₇的一端相連，電阻R₇的另一端與放大器的同相輸入端相連，

電阻R₄跨接在放大器的反相輸入端和輸出端之間。

檢測電路包括單限比較器、滯回比較器、電阻R₅、電阻R₆、電阻R₈、電阻R₉、電阻R₁₀、電阻R₂₀、雙向穩壓二極管D1和穩壓二極管D2，

放大器的輸出端與單限比較器的反相輸入端相連，單限比較器的同相輸入端接參考電壓V_ref1，單限比較器的輸出端與電阻R₁₀的一端相連，電阻R₁₀的另一端接第一監測電壓u_o1；

放大器的輸出端還與電阻R₈的一端相連，電阻R₈的另一端與滯回比較器的反相輸入端相連，

電阻R₅的一端接參考電壓V_ref2，電阻R₅的另一端與滯回比較器的同相輸入端相連，滯回比較器的輸出端與電阻R₉的一端相連，電阻R₉的另一端接第二監測電壓u_o2；

電阻R₅的另一端還與電阻R₆的一端相連，電阻R₆的另一端與電阻R₉的另一端相連；