專利名稱：一種高壓晶閘管在線測試的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試高壓晶間管的方法，包括對其緩沖電路參數(shù)的測量和對其觸發(fā)功能的測試，以及采用這種方法的一種測試裝置。
背景技術(shù)：
在高壓整流設(shè)備及中高壓靜態(tài)無功功率補(bǔ)償SVC中，高壓晶閘管具有廣泛的應(yīng) 用。由于技術(shù)的限制，目前國內(nèi)外單只晶閘管的額定電壓最高做到8kv，因此在高壓整流及 中高壓SVC中，均采用多只晶閘管串聯(lián)的方法，以適應(yīng)高電壓系統(tǒng)的運(yùn)行需要。晶閘管串聯(lián)后如何保證晶閘管級的均壓在一定的范圍是很重要的，否則會導(dǎo)致個(gè) 別晶閘管的過電壓損壞。為此，對于串聯(lián)的高壓晶閘管，一方面為了保證晶閘管級的均壓精 度，每級晶閘管均配置晶閘管緩沖電路，包含串聯(lián)的阻尼電阻和阻尼電容。另一方面，高壓 晶閘管的觸發(fā)一般采用光電觸發(fā)，這就要求晶閘管級均配置高電位觸發(fā)板(TE板)，為了保 證TE板對地電位系統(tǒng)的絕緣等級，TE板均采用與晶閘管級阻尼電阻和阻尼電容串聯(lián)的方 式取能。這時(shí)的阻尼電阻和阻尼電容起三個(gè)作用一是保證晶閘管級均壓的作用，二是為 TE板提供能量支持，三是限制晶閘管的過電壓。因此晶閘管級的阻尼電阻、阻尼電容以及 TE板的功能測試是必要的。但是組裝后的產(chǎn)品以及系統(tǒng)維護(hù)時(shí)的測試，把元件拆卸下來單 個(gè)測試造成了極大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不拆卸元件的情況下進(jìn)行的在線測試高壓晶閘管緩沖 電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
晶閘管的緩沖電路由阻尼電阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板(TE板)；晶閘 管的緩沖電路與觸發(fā)板串聯(lián)在一起，然后接在晶閘管陰極與陽極之間，測試高壓晶閘管緩 沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法包括
a設(shè)置一個(gè)測試電阻與晶閘管串聯(lián)形成測試電路，一個(gè)繼電器的常開觸頭兩
端與測試電阻并聯(lián)；
b設(shè)置電壓采樣模塊與電流采樣模塊，對晶閘管管壓降、測試電路電壓、流過
測試電路的電流進(jìn)行測量；
c控制繼電器，在常開觸頭打開和閉合情況下，分別測量并記錄兩次的電路
的電壓電流參數(shù)，利用這些參數(shù)值計(jì)算阻尼電阻與阻尼電容，如果計(jì)算得到的阻尼電阻與 阻尼電容數(shù)值正常，則晶閘管沒有發(fā)生故障，反之，則說明晶閘管發(fā)生故障；
d如果晶閘管無故障，發(fā)出信號控制觸發(fā)晶閘管，通過監(jiān)測晶閘管級管壓降
來測試晶閘管的觸發(fā)功能。對繼電器的常開觸頭進(jìn)行控制，對電壓采樣模塊、電流采樣模塊的采樣結(jié)果進(jìn)行 分析計(jì)算，對觸發(fā)板進(jìn)行監(jiān)測與控制是利用單片機(jī)進(jìn)行的。
通過保持測試電路兩端電壓不變，通過單片機(jī)控制繼電器的觸頭打開和閉合，測 試測試電阻接入電路和短路兩種情況下，電路的電壓電流參數(shù)。測試設(shè)備計(jì)算出阻尼電阻R和阻尼電容C的值后，如果RC值正常，晶閘管沒有短 路，接著向TE板發(fā)出觸發(fā)脈沖，晶閘管應(yīng)觸發(fā)。晶閘管是否觸發(fā)，通過監(jiān)測晶閘管管壓降來 判端。采用上述測試方法，能夠在線測試晶閘管緩沖電路參數(shù)和觸發(fā)功能。本發(fā)明的另一目的是提供一種應(yīng)用上述方法的高壓晶閘管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā) 功能的測試裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
晶閘管的緩沖電路由阻尼電阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板(TE板)，一種 測試高壓晶間管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的裝置包括兩個(gè)測試點(diǎn)、測試電阻、繼電器和單 片機(jī)控制與檢測模塊。所述測試電阻接在一個(gè)測試點(diǎn)與晶閘管一端之間，繼電器的常開觸 頭與測試電阻并聯(lián)。所述單片機(jī)控制與檢測模塊包括電壓檢測模塊、電流檢測模塊、單片 機(jī)、顯示屏，以及設(shè)置在觸發(fā)板與單片機(jī)之間的光纖接收和發(fā)送模塊；電壓檢測模塊檢測測 試點(diǎn)兩端電壓，電流檢測模塊檢測流入(流出)測試點(diǎn)的電流。采用上述測試裝置，能夠在線測試晶閘管緩沖電路參數(shù)和觸發(fā)功能。


圖1是本發(fā)明所述方法的原理示意圖； 圖2是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1所示，晶閘管的緩沖電路由阻尼電阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板 (TE板)；晶閘管的緩沖電路與觸發(fā)板串聯(lián)在一起，然后接在晶閘管陰極與陽極之間，測試高 壓晶閘管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法包括
a設(shè)置一個(gè)測試電阻R0與晶閘管串聯(lián)形成測試電路，一個(gè)繼電器的常開觸
頭K兩端與測試電阻R0并聯(lián)；
b設(shè)置電壓采樣模塊與電流采樣模塊，對晶閘管管壓降、測試電路電壓、流過
測試電路的電流進(jìn)行測量；
c控制繼電器，在常開觸頭打開和閉合情況下，分別測量并記錄兩次的電路
的電壓電流參數(shù)，利用這些參數(shù)值計(jì)算阻尼電阻與阻尼電容，如果計(jì)算得到的阻尼電阻與 阻尼電容數(shù)值正常，則晶閘管沒有發(fā)生故障，反之，則說明晶閘管發(fā)生故障；
d如果晶閘管無故障，發(fā)出信號控制觸發(fā)晶閘管，通過監(jiān)測晶閘管級管壓
降U0來測試晶閘管的觸發(fā)功能。測試時(shí)，通過控制繼電器常開觸頭K的開閉，系統(tǒng)形成兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)
保持電壓U (AB兩端電壓)不變，在觸頭K打開、晶閘管不觸發(fā)的情況下，電阻R0是串 在系統(tǒng)里面的，電路中的總阻抗為<formula>formula see original document page 6</formula>假設(shè)流過電路的電流為II，這時(shí)有公式(1)成立 <formula>formula see original document page 6</formula>
保持電壓υ不變，繼電器觸頭K閉合、此時(shí)電阻RO短接，電路中的總阻抗為 Z1=
<formula>formula see original document page 6</formula>假設(shè)流過電路的電流為12，這時(shí)有公式(2)成立
<formula>formula see original document page 6</formula>
公式(1)和公式(2)組成了一個(gè)二元二次方程，可以分別求出未知的阻尼電阻R、阻尼 電容C。經(jīng)過推導(dǎo)，阻尼電阻R的計(jì)算公式為
) 阻尼電容C的計(jì)算公式為
<formula>formula see original document page 6</formula>
為了簡化計(jì)算機(jī)的計(jì)算，系統(tǒng)首先根據(jù)公式(3)，計(jì)算出阻尼電阻R，而后根據(jù)公式 (4)，計(jì)算出阻尼電容C的值。首先繼電器觸頭K打開，輔助電阻RO串在測試回路里，測量出電流II，根據(jù)測量到 的Il大小自動判斷晶閘管是否存在短路的可能，依據(jù)就是判斷Il是否接近I0=U/R0。如 果Il等于或接近10，說明晶閘管級短路。如果Il小于10，說明晶閘管級正常，然后，控制 繼電器觸頭K閉合，測試電流12。然后根據(jù)公式(3)和公式(4)，分別計(jì)算出阻尼電阻R和 阻尼電容C的值。回檢信號接收單元負(fù)責(zé)把接收到的TE板發(fā)出的回檢信號轉(zhuǎn)換為電信號，供單片 機(jī)采集；觸發(fā)信號發(fā)射單元負(fù)責(zé)把單片機(jī)發(fā)出的觸發(fā)電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纖發(fā)送 到TE板，去觸發(fā)晶閘管；通過光纖觸發(fā)晶閘管，緊接著測試晶閘管的端電壓。該電壓即是晶 閘管在小電流時(shí)的導(dǎo)通壓降。如果觸發(fā)脈沖發(fā)出后，測試出晶閘管端電壓仍然很大，那么可 以確定晶閘管沒有觸發(fā)。實(shí)施例2
如圖2所示，待測電路包括高壓晶間管、其緩沖電路和觸發(fā)板，本發(fā)明的測試裝置包 括兩個(gè)測試點(diǎn)AB、測試電阻R0、繼電器和單片機(jī)控制與檢測模塊，測試電阻RO接在一個(gè)測 試點(diǎn)與晶閘管一端之間，繼電器的常開觸頭K與測試電阻RO并聯(lián)，單片機(jī)控制與檢測模塊 包括電壓檢測模塊、電流檢測模塊、控制繼電器線圈的接口、單片機(jī)、顯示屏，以及設(shè)置在 觸發(fā)板與單片機(jī)之間的光纖接收和發(fā)送模塊；電壓檢測模塊檢測測試點(diǎn)兩端電壓，電流檢 測模塊檢測流入(流出)測試點(diǎn)的電流。
圖2中，晶閘管的緩沖電路由阻尼電阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板 (TE板);晶閘管的緩沖電路與觸發(fā)板串聯(lián)，并接在晶閘管陰極與陽極之間；一個(gè)測試電阻R0 與晶閘管串聯(lián)，一個(gè)繼電器K與測試電阻R0并聯(lián)；
電壓采樣模塊的采樣包括對施加電壓采樣和晶間管端電壓(管壓降)采樣； 電流采集單元采集測試回路在不同阻抗下的回路電流；
繼電器線圈受單片機(jī)的控制，根據(jù)自動控制的需要，控制輔助電阻R0是否需要接通在 回路中，以改變測試回路中的阻抗。測試的方法與實(shí)施例1相同，不再贅述。
權(quán)利要求
一種測試高壓晶閘管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法，晶閘管的緩沖電路由阻尼電阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板；晶閘管的緩沖電路與觸發(fā)板串聯(lián)在一起，然后接在晶閘管陰極與陽極之間，其特征在于a 設(shè)置一個(gè)測試電阻(R0)與晶閘管串聯(lián)形成測試電路，一個(gè)繼電器的常開觸頭(K)兩端與測試電阻(R0)并聯(lián)； b 設(shè)置電壓采樣模塊與電流采樣模塊，對晶閘管管壓降、測試電路電壓、流過測試電路的電流進(jìn)行測量；c 控制繼電器，在常開觸頭(K)打開和閉合情況下，分別測量并記錄兩次電路的電壓電流參數(shù)，利用這些參數(shù)值計(jì)算阻尼電阻與阻尼電容，如果計(jì)算得到的阻尼電阻與阻尼電容數(shù)值正常，則晶閘管沒有發(fā)生故障，反之，則說明晶閘管故障；d 如果晶閘管正常，發(fā)出信號觸發(fā)晶閘管，通過監(jiān)測晶閘管級管壓降(U0)來測試晶閘管的觸發(fā)功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試高壓晶間管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法，其特征在 于對繼電器的常開觸頭(K)進(jìn)行控制，對電壓采樣模塊、電流采樣模塊的采樣結(jié)果進(jìn)行分 析計(jì)算，對觸發(fā)板進(jìn)行監(jiān)測與控制是利用單片機(jī)進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試高壓晶閘管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法，其特 征在于，所述步驟c是保持測試電路兩端電壓不變，通過單片機(jī)控制繼電器的觸頭(K)打 開和閉合，測量測試電阻接入電路和短路兩種情況下電路的參數(shù)測試電路電壓(U)、接入 回路情況下電流(I 1)、短路情況下電流(I2)，并根據(jù)公式<formula>formula see original document page 2</formula>計(jì)算阻尼電阻和阻尼電容；并判斷接入回路情況下電流(Il)是否接近υ/RO，若是，則 說明晶閘管短路；若否，說明晶閘管正常。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試高壓晶閘管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的方法，其特 征在于，步驟d是觸發(fā)板與單片機(jī)之間設(shè)置光纖，接收觸發(fā)板發(fā)出的端電壓建立信號；控 制觸發(fā)晶閘管，緊接著測試晶閘管的管壓降(U0)，如果管壓降(UO)的壓降無變化，說明晶 閘管沒有觸發(fā)，如果管壓降(UO )的壓降陡降，說明晶閘管觸發(fā)。
5.一種測試高壓晶閘管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的裝置，晶閘管的緩沖電路由阻尼電 阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板(TE板)，其特征在于，包括兩個(gè)測試點(diǎn)、測試 電阻(R0)、繼電器和單片機(jī)控制與檢測模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測試高壓晶間管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的裝置，其特 征在于，所述測試電阻(RO)接在一個(gè)測試點(diǎn)與晶閘管一端之間，繼電器的常開觸頭(K)與 測試電阻(RO)并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種測試高壓晶間管緩沖電路參數(shù)與觸發(fā)功能的裝置，其特 征在于，所述單片機(jī)控制與檢測模塊包括電壓檢測模塊、電流檢測模塊、單片機(jī)、顯示屏，以及設(shè)置在觸發(fā)板與單片機(jī)之間的光纖接收和發(fā)送模塊；電壓檢測模塊檢測測試點(diǎn)兩端電 壓，電流檢測模塊檢測流入(流出)測試點(diǎn)的電流。
全文摘要
一種高壓晶閘管在線測試的方法及裝置，晶閘管的緩沖電路由阻尼電阻與阻尼電容串聯(lián)組成，觸發(fā)電路是觸發(fā)板，晶閘管的緩沖電路與觸發(fā)板串聯(lián)，并接在晶閘管陰極與陽極之間。設(shè)置一個(gè)測試電阻與晶閘管串聯(lián)，一個(gè)繼電器常開觸頭與測試電阻并聯(lián)；設(shè)置電壓采樣模塊與電流采樣模塊對晶閘管電壓、晶閘管與測試電阻電壓、流過測試電阻的電流進(jìn)行測量?？刂评^電器開通與閉合，分別測量記錄兩次的電路參數(shù)數(shù)值，利用這些數(shù)值計(jì)算晶閘管的阻尼電阻與阻尼電容并判斷晶閘管故障；在判斷晶閘管無短路故障后，發(fā)出信號觸發(fā)晶閘管，通過監(jiān)測晶閘管級管壓降來檢測晶閘管觸發(fā)功能。采用這種方法的裝置，能夠?qū)чl管進(jìn)行在線檢測。
文檔編號G01R31/27GK101806853SQ20101016575
公開日2010年8月18日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者何青連, 姚為正, 張建, 朱新華, 胡四全, 范彩云, 董朝陽, 馬俊民 申請人:許繼集團(tuán)有限公司