[發明專利]IGCT短路故障及主回路運行狀態監測方法及監測電路

在審

• 申請號: 202111571207.0
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114236341A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 田凱;袁媛;楚子林;俞智斌;姜一達;孫傳杰
• 申請（專利權）人: 天津電氣科學研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/52
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

1.一種IGCT短路故障及主回路運行狀態的監測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、電壓采集板實時采集緩沖吸收回路電壓U_AN和U_BN數據波形，并根據IGCT的通斷狀態分別處理，若IGCT開通則進行步驟2，否則進行步驟3；

步驟2、在IGCT開通時，檢測電壓U_AN和U_BN數據波形中U_AN和U_BN到零的時間，并根據U_AN和U_BN到零的時間判斷是否發生短路直通故障；

步驟3、在IGCT關斷時，截取U_AN和U_BN數據波形中觸發關斷信號40us內U_AN和U_BN波形數據，并提取峰值電壓和峰值時間作為特征值，送入控制板卡中的數值擬合觀測器，計算得到當前緩沖吸收回路R值和C值的估計值；將R值和C值的估計值與保存的緩沖吸收回路R值和C值的初始值進行比較，判斷緩沖吸收回路運行狀態。

2.根據權利要求1所述的IGCT短路故障及主回路運行狀態監測方法，其特征在于：所述步驟2判斷是否發生短路直通故障的方法為：

當負載電流I_L0，且開關狀態變為V3關斷、V1導通時，檢測U_AN≈0的時間，若超過閾值認為發生直通故障；

當負載電流I_L0，且開關狀態變為V2關斷、V4導通時，檢測U_BN≈0的時間，若超過閾值認為發生直通故障。

3.根據權利要求1所述的IGCT短路故障及主回路運行狀態監測方法，其特征在于：所述步驟3包括以下步驟：

步驟3.1、計數器置0；

步驟3.2、產生關斷信號；

步驟3.3、電壓采集板連續采集U_AN和U_BN數據波形；

步驟3.4、判斷持續時間是否超過40us，若超過40us，則進行步驟3.5，否則返回步驟3.3；

步驟3.5、找出U_AN或U_BN數據的最大值V_DM以及其對應的時間位置T_DM；

步驟3.6、將步驟3.5得到的V_DM和T_DM的實際值輸入控制板卡中的數值擬合觀測器，計算得到緩沖吸收回路R值和C值的估計值，將緩沖吸收回路R值和C值的估計值與緩沖吸收回路設置的R值和C值的初始值進行比較，若在初始值的范圍內，則進行步驟3.7，否則進行步驟3.8；

步驟3.7、計數器清零，判斷緩沖吸收回路運行正常同時本次監控結束；

步驟3.8、判斷緩沖吸收回路運行出現異常，同時計數器數值+1；判斷計數器數值是否大于等于3，若計數器數值大于等于3，則進行步驟3.9，否則返回步驟3.2；

步驟3.9、連續三次超出緩沖吸收回路設置的R值和C值的初始值范圍，申請正常停機或報警，同時本次監控結束。

4.一種IGCT短路故障及主回路運行狀態監測電路，用于實現權利要求1至3任一項所述IGCT短路故障及主回路運行狀態監測，其特征在于：包括電壓采集板卡、控制板卡，所述電壓采集板卡與緩沖吸收回路相連接，采集緩沖吸收回路的正半組直流電壓U_AN和負半組直流電壓U_BN并輸入至控制板卡，所述控制板卡監測IGCT短路故障及主回路運行狀態。

5.根據權利要求4所述IGCT短路故障及主回路運行狀態監測電路，其特征在于：所述控制板卡內部包括數值擬合觀測器，該數值擬合觀測器包括依次連接的數值歸一化模塊、非線性擬合模塊、線性擬合模塊和數值反歸一化模塊，該數值歸一化模塊輸入端與電壓采集板塊相連接，該數值反歸一化模塊輸出緩沖吸收回路R值和C值的估計值。