[發明專利]電弧爐三相整流器可控硅觸發脈沖的在線檢測方法

有效

• 申請號: 202110513311.8
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113311262B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 宋明中;葉海燕;沈嘉麟;常樂;李金軍;李時昌;顧婧
• 申請（專利權）人: 寶武裝備智能科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種電弧爐三相整流器可控硅觸發脈沖的在線檢測方法，本方法采用高頻模擬量輸入信號采集單元采集整流器輸出的觸發脈沖驅動信號；采集單元的輸出信號傳輸至主控單元，主控單元根據觸發脈沖驅動信號對初始采樣時間和順序進行判斷、對觸發脈沖電壓異常進行判斷、以及對觸發脈沖丟失和波形畸變進行檢測，統計波形丟失數量并存儲。本方法克服傳統電弧爐整流器可控硅觸發脈沖異常檢測的缺陷，通過高頻采集觸發脈沖，結合功率單元電氣特性參數，實現觸發脈沖是否異常的顯示和預警，確保電弧爐的可靠運行。

技術領域

本發明涉及電氣設備監測與診斷技術領域，尤其涉及一種電弧爐三相整流器可控硅觸發脈沖的在線檢測方法。

背景技術

電弧爐是利用電極電弧產生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐，氣體放電形成電弧時能量很集中，弧區溫度在3000℃以上，適于優質合金鋼的熔煉。電弧爐大多采用可控硅整流器驅動運行，而一般可控硅整流器的保護裝置大多只局限于斷相保護和三相嚴重不平衡保護，實際應用中, 可控硅整流器中如有一組或多組觸發脈沖電路損壞, 使其對應的可控硅丟失觸發脈沖, 同樣也會造成輸出電壓低落、波紋增大、負載設備運行異常等故障。

目前, 針對可控硅觸發脈沖是否丟失的檢測,大都是通過人為觀測并借助示波器來確定, 其故障診斷準確性差，且不能預測整流器并聯可控硅不均流故障，無整流器可控硅觸發脈沖異常預警，嚴重影響電弧爐的可靠運行，提高了可控硅及快熔的損壞率，增加了電弧爐的運行成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電弧爐三相整流器可控硅觸發脈沖的在線檢測方法，本方法克服傳統電弧爐整流器可控硅觸發脈沖異常檢測的缺陷，通過高頻采集觸發脈沖，結合功率單元電氣特性參數，實現觸發脈沖是否異常的顯示和預警，確保電弧爐的可靠運行。

為解決上述技術問題，本發明電弧爐三相整流器可控硅觸發脈沖的在線檢測方法包括如下步驟：

步驟一、采用高頻模擬量輸入信號采集單元對整流器六路觸發脈沖驅動信號進行采集；

步驟二、高頻模擬量輸入信號采集單元的輸出信號傳輸至主控單元，主控單元根據六路觸發脈沖驅動信號對初始采樣時間以及順序進行判斷，以50us為時間片，計算六路觸發脈沖驅動信號的平均值，當檢測到六路觸發脈沖驅動信號中兩路存在可靠脈沖信號時，判斷該兩路脈沖信號屬于同相位，若不符合即通過監控單元報警，確定所有相位銜接都正確則確認驅動順序無誤；

步驟三、主控單元根據六路觸發脈沖驅動信號對觸發脈沖電壓異常進行判斷，檢測各路觸發脈沖的驅動電壓信號，在連續地采集到觸發脈沖序列中三個大于驅動電壓額定值的高電平信號時求其平均值，判斷其平均值的驅動電壓是否大于可置信高電平觸發電壓值；在連續地采集到觸發脈沖序列中三個低于驅動電壓額定值的低電平信號時求其平均值，判斷其平均值的驅動電壓是否小于可置信低電平觸發電壓值；連續檢測100次，并且都滿足驅動電壓平均值不小于可置信低電平觸發電壓值時，則觸發脈沖電壓正常，若1～3次不滿足判定為警告，4次及其以上不滿足則判定為故障；

步驟四、主控單元根據六路觸發脈沖驅動信號對觸發脈沖丟失以及波形畸變進行檢測，主控單元存儲有標準觸發脈沖波形，在探測到各路觸發脈沖波形后，截取該觸發脈沖波形及其前后50us電壓數據，以10us的步距對截取的觸發脈沖波形和標準觸發脈沖波形的歐式距離進行計算，以5次計算得到最小距離組和次小距離組；在最小距離組與次小距離組之間再次展開以1us為步距的5次歐式距離計算，得到最小距離數組，最小距離數組為截取觸發脈沖波形與標準觸發脈沖波形對齊的數組對；

步驟五、以觸發脈沖周期的觸發脈沖電壓信號進行分片，對每一個周期數據片進行相似性計算，找出其中相似度低于設定閾值的片段，則判斷該片段內采樣觸發脈沖波形丟失，統計波形丟失的數量并存儲。

進一步，步驟一中整流器六路觸發脈沖驅動信號的電流信號和電壓信號分別采用分流器和分壓器采集獲取。