[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

本發明涉及IGCT短路故障及主回路運行狀態的監測方法及監測電路，其技術特點是：將電壓檢測電路接入緩沖吸收回路中，檢測電抗器與IGCT的公共點與直流母線電源中點之間的電壓U_AN和U_BN波形，采集U_AN和U_BN峰值電壓與峰值時間作為特征值，通過連續采集和數據排序得到其最大值V_DM和最大值發生時刻T_DM，送入數值擬合觀測器得到當前主回路參數RC的估計值，將RC當前估計值與RC實際初始值比較，判斷緩沖吸收回路是否處于正常狀態，若存在器件老化等異常原因導致參數變化時予以報警提示。本發明可實時監控緩沖吸收回路運行狀態，減少設備非正常停機給客戶造成損失，同時可較為準確給出異常元件的位置，減少客戶排查問題所需的時間。

技術領域

本發明屬于IGCT故障檢測領域，尤其是一種IGCT短路故障及主回路運行狀態監測方法及監測電路。

背景技術

軋機主傳動系統電力電子設備具有容量大、過載能力強、動態響應快等特點，是冶金生產的核心裝備。基于IGCT的大功率變流裝置在軋機主傳動系統中的應用越來越多。在IGCT變流器的設計中，其緩沖吸收回路的設計、短路故障的檢測與保護，一直是變流器設計開發的熱點和難點，目前市面上的IGCT變流器產品對于緩沖回路異常狀態均缺少檢測手段。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種IGCT短路故障及主回路運行狀態監測方法及監測電路，能夠及時發現故障及故障隱患并提示處理，減少設備非正常停機給客戶造成損失，同時可較為準確給出異常元件的位置，減少故障排查時間。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種IGCT短路故障及主回路運行狀態監測方法，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。

而且，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。

而且，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；