[發明專利]一種晶閘管結溫在線監測裝置

有效

• 申請號: 201610895256.2
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN106644136B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王華鋒;郝長城;張海峰;宋林偉;張見;王雅潔
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國家電網公司;國網湖北省電力公司
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種晶閘管結溫在線監測裝置，其特征在于，所述裝置包括控制保護系統、就地操作系統、后臺系統、水冷系統和智能監測控制機箱；所述控制保護系統、就地操作系統、后臺系統均通過通信總線連接智能監測控制機箱，所述水冷系統通過光纖連接智能監測控制機箱；

所述控制保護系統為智能監測控制機箱提供晶閘管的端電壓U(t)和流經晶閘管的電流I(t)，同時接收來自于智能監測控制機箱的晶閘管結溫T_j；

所述就地操作系統在高壓直流輸電系統運行前期將晶閘管的物理特性參數傳輸給智能監測控制機箱；

所述水冷系統將水冷系統的進水溫度T_進和出水溫度T_出實時傳輸給智能監測控制機箱；

所述后臺系統接收智能監測控制機箱傳輸的晶閘管結溫T_j，實現晶閘管結溫T_j的在線監測；

所述智能監測控制機箱包括光電轉換模塊、矩陣建模模塊、耦合運算模塊、迭代運算模塊和總線通信模塊，總線通信模塊包括第一總線通信模塊、第二總線通信模塊、第三總線通信模塊；

所述控制保護系統、就地操作系統、水冷系統分別通過第一總線通信模塊、第三總線通信模塊、光電轉換模塊連接矩陣建模模塊；所述后臺系統通過第二總線通信模塊連接迭代運算模塊；

所述水冷系統過通過光信號將T_進和T_出傳輸給光電轉換模塊，所述光電轉換模塊將光信號轉換為電信號，并將電信號傳輸給矩陣建模模塊；

所述控制保護系統通過第一總線通信模塊將晶閘管的端電壓U(t)和流經晶閘管的電流I(t)傳輸給矩陣建模模塊，所述矩陣建模模塊同時將晶閘管結溫T_j和判斷結果傳輸給控制保護系統；

所述就地操作系統通過第三總線通信模塊將晶閘管的物理特性參數傳輸給矩陣建模模塊，所述矩陣建模模塊根據接收的晶閘管的物理特性參數生成晶閘管暫態熱阻抗曲線，同時根據接收到來自控制保護系統的晶閘管的端電壓U(t)和流經晶閘管的電流I(t)，建立晶閘管結溫歸算矩陣，并將晶閘管結溫歸算矩陣同時傳遞給耦合運算模塊和迭代運算模塊進行耦合運算和迭代運算，通過耦合運算模塊和迭代運算模塊的結合，完成對晶閘管結溫的模擬計算；迭代運算模塊對晶閘管結溫進行判斷，得到判斷結果，同時迭代運算模塊將晶閘管結溫Tj和判斷結果通過第二總線通信模塊傳輸給后臺系統；

根據所述晶閘管暫態熱阻抗曲線得到晶閘管的熱阻抗，有：

其中，Z_thJC(t)為晶閘管的熱阻抗，i為晶閘管的物理特性參數代號，i＝1，2，...，N，N為晶閘管的物理特性參數個數，R_i為熱阻，t為時間，τ_i為衰減時間系數；

根據Z_thJC(t)得到晶閘管結溫T_j，有：

T_j＝P(t)Z_thJC(t)+T_k＝U(t)I(t)Z_thJC(t)+T_k

其中，P(t)為晶閘管的實時功耗；T_k為晶閘管冷卻水的平均實時溫度，且U(t)表示為：

其中，A、B、C、D均為常數。

2.根據權利要求1所述的晶閘管結溫在線監測裝置，其特征在于，所述控制保護系統、就地操作系統和后臺系統均以eTDM的通信方式與智能監測控制機箱進行通信。

3.根據權利要求1所述的晶閘管結溫在線監測裝置，其特征在于，所述水冷系統以HDLD的通信方式與智能監測控制機箱進行通信。