[发明专利]高压晶闸管阀组快速在线故障检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压晶闸管阀组快速在线故障检测装置及方法，属于晶闸管在线检测领域。

背景技术

在高电压大电流的电力电子领域，往往需要将多个耐压等级较低的功率半导体器件串联使用以使半导体开关达到更高的耐压等级，串联多只低压功率半导体开关的成本要比使用单只高耐压等级的开关器件低。在串联阀组工作中，组内器件的安全运行直接影响阀组工作的可靠性。以晶闸管为例，由于受晶闸管耐压等级的限制，在中高压领域里，必须将多个晶闸管串联使用。由于单只晶闸管损坏后常体现为短路特性，因而间接增加了组内其余未损坏器件的受压。当组内晶闸管损坏个数超过设计裕量时，如果阀组没有及时从主回路中切除，易造成整个阀组的耐压等级不足，全部击穿。因而在晶闸管串联阀组工作过程中，确保其运行可靠性的关键技术为实时检测阀组的工作状态，当阀组耐压等级不足时，及时切除阀组。而目前检测高压晶闸管阀组的检测电路结构复杂，不易操作，反应速度慢，且成本高。

发明内容

本发明目的是为了解决目前检测高压晶闸管阀组的检测电路结构复杂，不易操作，反应速度慢，且成本高的问题，提供了一种高压晶闸管阀组快速在线故障检测装置及方法。

本发明所述高压晶闸管阀组快速在线故障检测装置，它包括高频交变电流源、能量耦合单元、整流滤波电路、稳压电路、处理器、调理电路、检测电路和光纤，

高频交变电流源的输出端与能量耦合单元的输入端相连，能量耦合单元的输出端与整流滤波电路的交流输入端相连，整流滤波电路的直流输出端与稳压电路的输入端相连，稳压电路的输出端同时与处理器、调理电路和检测电路的直流供电端相连，

调理电路接收高压晶闸管阀组中待检测的晶闸管端电压信号，调理电路的输出端与检测电路的输入端相连，检测电路的输出端通过光纤与处理器的信号输入端相连。

能量耦合单元采用磁环变压器来实现。

调理电路包括放大器、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄、电阻R₇、电阻R_S和电容C_S，

电阻R_S和电容C_S串联后并联在高压晶闸管阀组中待检测的晶闸管的两端；

电阻R₁和电阻R₂串联后并联在电阻R_S和电容C_S的串联支路两端；

电阻R₁和电阻R₂的连接点与电阻R₃的一端相连，电阻R₃的另一端与放大器的反相输入端相连；

电阻R₁和电阻R₂串联支路的电阻R₂侧与电阻R₇的一端相连，电阻R₇的另一端与放大器的同相输入端相连，

电阻R₄跨接在放大器的反相输入端和输出端之间。

检测电路包括单限比较器、滞回比较器、电阻R₅、电阻R₆、电阻R₈、电阻R₉、电阻R₁₀、电阻R₂₀、双向稳压二极管D1和稳压二极管D2，

放大器的输出端与单限比较器的反相输入端相连，单限比较器的同相输入端接参考电压V_ref1，单限比较器的输出端与电阻R₁₀的一端相连，电阻R₁₀的另一端接第一监测电压u_o1；

放大器的输出端还与电阻R₈的一端相连，电阻R₈的另一端与滞回比较器的反相输入端相连，

电阻R₅的一端接参考电压V_ref2，电阻R₅的另一端与滞回比较器的同相输入端相连，滞回比较器的输出端与电阻R₉的一端相连，电阻R₉的另一端接第二监测电压u_o2；

电阻R₅的另一端还与电阻R₆的一端相连，电阻R₆的另一端与电阻R₉的另一端相连；