本發(fā)明涉及用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器

具體地，本發(fā)明涉及用于檢測連接到靜止無功補(bǔ)償器(svc)的晶閘管級的故障的故障檢測器。在svc中使用的晶閘管閥可以被反并聯(lián)連接。額外地，svc可以被應(yīng)用到高壓直流(hvdc)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

hvdc是電力傳輸方法之一。hvdc系統(tǒng)通過使用功率轉(zhuǎn)換器將由電力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的高壓ac功率轉(zhuǎn)換成高效的高壓dc功率并傳輸dc功率。其后，在期望的區(qū)域中通過使用功率轉(zhuǎn)換器將dc功率轉(zhuǎn)換成ac功率。當(dāng)與高壓交流(hvac)相比較時(shí)，hvdc系統(tǒng)可能由于低功率消耗而對于長距離功率傳輸是有利的。

在hvdc系統(tǒng)中使用的功率轉(zhuǎn)換器的閥類型可以被分類成基于晶閘管的電流源方案和基于絕緣柵雙極型晶體管(igbt)的電壓源方案。電流源方案在1980年初開始被采用于hvdc系統(tǒng)中并且至今被廣泛用于商業(yè)用途。另一方面，電壓源方案在2000年初開始被商業(yè)采用于hvdc系統(tǒng)中并且其容量趨于增加。然而，與電流源方案相比，電壓源方案的容量很小并且因此，電壓源方案大多被用于將大規(guī)模海上風(fēng)力電廠連接到ac功率網(wǎng)絡(luò)。

在hvdc系統(tǒng)中包含的多個(gè)部件中，最重要的部件是將dc轉(zhuǎn)換成ac并將ac轉(zhuǎn)換成dc的功率轉(zhuǎn)換器。由于功率轉(zhuǎn)換器具有非常高的工作電壓，所以多個(gè)晶閘管被串聯(lián)連接以構(gòu)成一個(gè)閥。在功率轉(zhuǎn)換器被安裝之前，有必要用在操作期間要施加的電壓和功率檢查這些閥的操作。然而，用在操作期間要施加的電壓和功率檢查該操作消耗相當(dāng)大的功率并且可能引起安全問題。

同時(shí)，svc通過使用晶閘管閥來實(shí)施靜態(tài)類型的同步調(diào)相器(其是轉(zhuǎn)子)的無功功率控制功能。svc是一種靈活ac傳輸系統(tǒng)(facts)并且可以是實(shí)現(xiàn)對傳輸系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)、暫態(tài)穩(wěn)定性改進(jìn)等的設(shè)備。

svc可以是被并聯(lián)連接到功率系統(tǒng)并且通過無功功率的吸收或供應(yīng)恒定地維持電壓或執(zhí)行期望的控制操作的設(shè)備。

svc可以通過根據(jù)預(yù)期用途將通過使用晶閘管來控制電抗器的相位的晶閘管控制電抗器(tcr)、投切電容器的晶閘管投切電容器(tsc)和固定電容器組進(jìn)行組合來實(shí)施。

在tcr和tsc中使用的晶閘管閥可以被反并聯(lián)連接。

晶閘管可能由于意料不到的過電壓、沖動(dòng)過電流等而變得有缺陷。一般地，有缺陷的晶閘管的電阻可以為0ω，并且有缺陷的晶閘管可以容易地通過萬用表來檢測。

然而，當(dāng)反并聯(lián)晶閘管中的一個(gè)被稱為第一晶閘管，另一個(gè)被稱為第二晶閘管，并且第一晶閘管和第二晶閘管的內(nèi)部電阻分別為r1和r2時(shí)，組合電阻(r)為r1*r2/(r1+r2)。因此，如果r1和r2中的一個(gè)為0ω，則組合電阻(r)為0ω。由此，有缺陷的晶閘管可能由第一晶閘管和第二晶閘管確定。

即，由于反并聯(lián)晶閘管的結(jié)構(gòu)，為了確定有缺陷的晶閘管的故障，可能存在必須將反并聯(lián)晶閘管分離并通過使用萬用表來確定各自的晶閘管的不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施例提供了一種用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器，其能夠容易地確定晶閘管的故障，由此改進(jìn)用戶方便性并減少維護(hù)時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器，其檢測被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管和第二晶閘管的故障，該故障檢測器包括：功率供應(yīng)單元，其被配置為將功率供應(yīng)到第一晶閘管和第二晶閘管；第一電流傳感器，其被配置為輸出流過第一晶閘管的第一電流測量值；第二電流傳感器，其被配置為輸出流過第二晶閘管的第二電流測量值；以及檢測器，其當(dāng)?shù)谝浑娏鳒y量值和第二電流測量值滿足設(shè)定故障條件時(shí)通知晶閘管的故障，其中故障條件是當(dāng)?shù)谝痪чl管和第二晶閘管中的至少一個(gè)有缺陷時(shí)的電流的測量范圍超過當(dāng)?shù)谝痪чl管和第二晶閘管正常工作時(shí)的電流的測量范圍。

檢測器可以包括：比較器，其被連接到第一電流傳感器和第二電流傳感器；檢測邏輯裝置，其被連接到比較器；以及第一輸出單元和第二輸出單元，其被連接到檢測邏輯裝置。

比較器可以將用于確定的正常范圍設(shè)定為正常并且將用于確定的故障范圍設(shè)定為有缺陷。

故障范圍可以大于正常范圍。

比較器可以將第一電流測量值或第二電流測量值與正常范圍進(jìn)行比較，并且可以當(dāng)?shù)谝浑娏鳒y量值或第二電流測量值處于正常范圍時(shí)不輸出任何信號(hào)。

比較器可以將第一電流測量值或第二電流測量值與故障范圍進(jìn)行比較，并且可以當(dāng)?shù)谝浑娏鳒y量值或第二電流測量值處于故障范圍時(shí)輸出離散信號(hào)。

離散信號(hào)可以包括具有關(guān)于第一晶閘管和第二晶閘管的不同電平的第一信號(hào)和第二信號(hào)。

檢測邏輯裝置可以基于第一信號(hào)來生成故障信號(hào)并將故障信號(hào)發(fā)送到第一輸出單元。

檢測邏輯裝置可以基于第二信號(hào)來生成故障信號(hào)并將故障信號(hào)發(fā)送到第二輸出單元。

第一輸出單元或第二輸出單元可以輸出與故障信號(hào)相對應(yīng)的故障通知信號(hào)。

第一電流傳感器和第二電流傳感器中的每個(gè)可以是羅柯夫斯基線圈電流傳感器。

第一電流傳感器可以在不與第一晶閘管接觸的狀態(tài)下測量流過第一晶閘管的電流，并且第二電流傳感器可以在不與第二晶閘管接觸的狀態(tài)下測量流過第二晶閘管的電流。

功率供應(yīng)單元可以從檢測器以及第一晶閘管和第二晶閘管的外部接收功率并將功率供應(yīng)到檢測器以及第一晶閘管和第二晶閘管的內(nèi)部。

被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管和第二晶閘管還可以包括rc緩沖電路，并且rc緩沖電路可以包括被串聯(lián)連接到彼此的電阻器和電容器。

在附圖和下面的描述中闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。其他特征將從說明書和附圖并且從權(quán)利要求書中變得顯而易見。

附圖說明

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器的視圖。

圖2是示出了圖1的閥的詳細(xì)配置的視圖。

圖3是示出了圖1的檢測器的詳細(xì)配置的視圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器到晶體管閥之中的有缺陷的閥的連接的視圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器中的周期的正常晶體管的電流的狀態(tài)的視圖。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器中的周期的有缺陷的晶體管的電流的狀態(tài)的視圖。

圖7是示出了當(dāng)由用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器的電流傳感器檢測到的電流由比較器進(jìn)行比較并且當(dāng)從比較結(jié)果確定反并聯(lián)晶閘管中的一個(gè)有缺陷時(shí)輸出故障通知信號(hào)時(shí)獲得的波形的視圖。

圖8是示出了當(dāng)由用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器的電流傳感器檢測到的電流由比較器進(jìn)行比較并且當(dāng)從比較結(jié)果確定反并聯(lián)晶閘管中的另一個(gè)有缺陷時(shí)輸出故障通知信號(hào)時(shí)獲得的波形的視圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本公開內(nèi)容的實(shí)施例。

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器的視圖。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器1可以包括閥2、檢測器200和功率供應(yīng)單元100。

功率供應(yīng)單元100可以被包含于檢測器200中，但是不限于此。功率供應(yīng)單元100可以將功率供應(yīng)到檢測器(200)以及第一晶閘管10和第二晶閘管20的內(nèi)部。

閥2可以包括被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管10和第二晶閘管20。

第一電流傳感器40可以被安裝在第一晶閘管10的一側(cè)上以測量關(guān)于被供應(yīng)到第一晶閘管10的電流的第一測量值。

第二電流傳感器50可以被安裝在第二晶閘管20的一側(cè)上以測量關(guān)于被供應(yīng)到第二晶閘管20的電流的第二測量值。

第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以被包含于檢測器200中，但是不限于此。

第一電流傳感器40和第二電流傳感器50中的每個(gè)可以是羅柯夫斯基線圈電流傳感器。羅柯夫斯基線圈電流傳感器可以與電流變壓器(ct)類似，但是羅柯夫斯基線圈電流傳感器沒有金屬芯，能夠容易地測量高電流，并且廉價(jià)。額外地，羅柯夫斯基線圈電流傳感器可以輸出電壓信號(hào)。

羅柯夫斯基線圈可以是用于通過使用由電流轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的磁通量的變化來測量電流的線圈，并且電線可以以圓環(huán)形狀被纏繞在羅柯夫斯基線圈周圍。

檢測器200可以將分別從第一電流傳感器40和第二電流傳感器50接收到的第一測量值和第二測量值進(jìn)行比較并檢查第一測量值和第二測量值的比較結(jié)果是否滿足設(shè)定故障條件。額外地，當(dāng)比較結(jié)果滿足故障條件時(shí)，檢測器200可以輸出關(guān)于第一晶閘管10和第二晶閘管20中的至少一個(gè)的故障通知信號(hào)。

故障條件是第二范圍超過第一范圍。第一范圍是當(dāng)?shù)谝痪чl管10和第二晶閘管20正常工作時(shí)的電流的測量范圍，并且第二范圍是當(dāng)?shù)谝痪чl管10和第二晶閘管20中的至少一個(gè)有缺陷時(shí)的電流的測量范圍。

檢測器200可以包括：比較器60，其被連接到第一電流傳感器40和第二電流傳感器50；檢測邏輯裝置70，其被連接到比較器60；以及第一輸出單元80和第二輸出單元90，其被連接到檢測邏輯裝置70。

比較器60可以將分別從第一電流傳感器40和第二電流傳感器50接收到的第一測量值和第二測量值進(jìn)行比較并基于比較來輸出指示第一晶閘管10或第二晶閘管20的狀態(tài)的離散信號(hào)。

離散信號(hào)可以是第一信號(hào)或第二信號(hào)。例如，可以當(dāng)?shù)谝痪чl管10有缺陷時(shí)輸出第一信號(hào)，并且可以當(dāng)?shù)诙чl管20有缺陷時(shí)輸出第二信號(hào)。例如，第一信號(hào)可以當(dāng)?shù)谝痪чl管10有缺陷時(shí)具有高電平，并且第二信號(hào)可以當(dāng)?shù)诙чl管10有缺陷時(shí)具有低電平，并且本發(fā)明不限于此。

檢測邏輯裝置70可以接收第一信號(hào)或第二信號(hào)，確定來自第一晶閘管10和第二晶閘管20的有缺陷的晶閘管，并且當(dāng)有缺陷的晶閘管有缺陷時(shí)生成關(guān)于有缺陷的晶閘管的故障信號(hào)。

第一輸出單元80或第二輸出單元90可以輸出故障信號(hào)。

當(dāng)檢測邏輯裝置70接收到第一信號(hào)時(shí)，檢測邏輯裝置70可以響應(yīng)于第一信號(hào)而生成指示第一晶閘管10的故障的故障信號(hào)，并將故障信號(hào)發(fā)送到第一輸出單元80。當(dāng)檢測邏輯裝置70接收到第二信號(hào)時(shí)，檢測邏輯裝置70可以響應(yīng)于第二信號(hào)而生成指示第二晶閘管20的故障的故障信號(hào)，并將故障信號(hào)發(fā)送到第二輸出單元90。接收到故障信號(hào)的第一輸出單元80或第二輸出單元90可以輸出故障通知信號(hào)。

第一輸出單元80和第二輸出單元90中的每個(gè)可以是發(fā)光二極管(led)，但不限于此。

作為另一示例，代替第一輸出單元80和第二輸出單元90，顯示單元可以被用于顯示第一晶閘管10或第二晶閘管20的故障，但是本發(fā)明不限于此。

比較器60的第一輸入端子61可以被連接到第一電流傳感器40和第二電流傳感器50中的一個(gè)，并且比較器60的第二輸入端子62可以被連接到第一電流傳感器40和第二電流傳感器50中的另一個(gè)。

功率供應(yīng)單元100可以從檢測器200以及第一晶閘管10和第二晶閘管20的外部接收功率并將功率供應(yīng)到檢測器200以及第一晶閘管10和第二晶閘管20的內(nèi)部。

被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管10和第二晶閘管20還可以包括rc緩沖電路32和34。rc緩沖電路32和34可以包括被串聯(lián)連接到彼此的電阻器34和電容器32。rc緩沖電路32和34還被稱為rc低通濾波器。

功率供應(yīng)單元100可以被連接到負(fù)載102。功率供應(yīng)單元100和負(fù)載102可以被串聯(lián)連接到彼此。

負(fù)載102可以是消耗電氣或機(jī)械能量發(fā)生器的輸出能量的裝置，或者可以是功率消耗的幅值。

圖2是示出了圖1的閥的詳細(xì)配置的視圖。

參考圖2，閥2可以包括反并聯(lián)晶閘管10和20以及rc緩沖電路32和34。

具體地，反并聯(lián)晶閘管10和20可以包括被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管10和第二晶閘管20。

rc緩沖電路32和34可以被并聯(lián)連接在被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管10和第二晶閘管20之間。

包含于rc緩沖電路32和34中的電容器32和電阻器34可以被串聯(lián)連接到彼此。

rc緩沖電路32和34可以被并聯(lián)連接到反并聯(lián)晶閘管10和20。

具體地，第一晶閘管10的陰極端子11可以被連接到第二晶閘管20的陽極端子22，并且第二晶閘管20的陰極端子21可以被連接到第一晶閘管10的陽極端子12。

額外地，rc緩沖電路32和34的一個(gè)端子可以被連接到第一節(jié)點(diǎn)，第一晶閘管10的陰極端子11在第一節(jié)點(diǎn)處被連接到第二晶閘管20的陽極端子22，并且rc緩沖電路32和34的另一端子可以被連接到第二節(jié)點(diǎn)，第二晶閘管20的陰極端子21在第二節(jié)點(diǎn)處被連接到第一晶閘管10的陽極端子12。

rc緩沖電路32和34可以當(dāng)輸入紋波電壓被提升到特定輸出電壓時(shí)減少開關(guān)損耗。

圖3是示出了圖1的檢測器的詳細(xì)配置的視圖。

參考圖3，檢測器200可以包括比較器60、檢測邏輯裝置70以及第一輸出單元80和第二輸出單元90。

盡管未示出，但是第一電流傳感器40和第二電流傳感器50還可以被包含于檢測器200中，而且本發(fā)明不限于此。

檢測器200可以由從功率供應(yīng)單元100供應(yīng)的功率操作并檢測第一晶閘管10和第二晶閘管20的故障。

比較器60可以被連接到第一電流傳感器40和第二電流傳感器50以及檢測邏輯裝置70，并且檢測邏輯裝置70可以被連接到第一輸出單元80和第二輸出單元90。

具體地，第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以分別被連接到比較器60的第一輸入端子61和第二輸入端子62。

第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以分別被連接到第一晶閘管10和第二晶閘管20以測量流過第一晶閘管10的電流和流過第二晶閘管20的電流。

第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以是羅柯夫斯基線圈電流傳感器。例如，在羅柯夫斯基線圈電流傳感器中的一個(gè)中，線圈可以被纏繞在反并聯(lián)晶閘管的正向晶閘管(例如第一晶閘管10)周圍。在羅柯夫斯基線圈電流傳感器中的另一個(gè)中，線圈可以被纏繞在反并聯(lián)晶閘管的反向晶閘管(例如第二晶閘管20)周圍。

線圈被纏繞可以意味著第一電流傳感器40和第二電流傳感器50在非接觸狀態(tài)中(即在不直接接觸反并聯(lián)晶閘管10和20的狀態(tài)中)測量電流。

即使當(dāng)反并聯(lián)晶閘管(即第一晶閘管10和第二晶閘管20)未被分離時(shí)，第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以在非接觸狀態(tài)中被纏繞在反并聯(lián)晶閘管10和20周圍并且測量電流。以這種方式，能夠在不將反并聯(lián)晶閘管10和20分離的情況下檢測反并聯(lián)晶閘管10和20中的每個(gè)的故障，由此改進(jìn)用戶方便性。

比較器60可以從第一電流傳感器40和第二電流傳感器50接收第一測量值和第二測量值并且基于第一測量值和第二測量值來輸出具有邏輯1(高)和邏輯0(低)的離散信號(hào)。例如，邏輯1可以是第一信號(hào)，并且邏輯0可以是第二信號(hào)，但是本發(fā)明不限于此。

檢測邏輯裝置70可以基于從比較器60接收到的離散信號(hào)來確定來自被反并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管10和第二晶閘管20的有缺陷的晶閘管。

檢測邏輯裝置70可以是簡單邏輯電路或各種類型的處理器。額外地，當(dāng)比較器60的離散信號(hào)是邏輯1(高)時(shí)，檢測邏輯裝置70可以將第一晶閘管10確定為有缺陷，并且當(dāng)離散信號(hào)是邏輯0(低)時(shí)，檢測邏輯裝置70可以將第二晶閘管20確定為有缺陷。

與此不同，當(dāng)離散信號(hào)是邏輯1(高)時(shí)，檢測邏輯裝置70可以將第二晶閘管20確定為有缺陷，并且當(dāng)離散信號(hào)是邏輯0(低)時(shí)，檢測邏輯裝置70可以將第一晶閘管10確定為有缺陷。

第一輸出單元80和第二輸出單元90可以輸出故障通知信號(hào)。

第一輸出單元80和第二輸出單元90可以是揚(yáng)聲器、ccfl(冷陰極熒光燈)、eefl(外部電極熒光燈)燈、燈泡、led(發(fā)光二極管)或監(jiān)視器。具體地，第一輸出單元80和第二輸出單元90可以是輸出光信號(hào)的led燈。

比較器60可以包括第一輸入端子61、第二輸入端子62和離散信號(hào)輸出端子63。

比較器60的第一輸入端子61可以被連接到第一電流傳感器40和第二電流傳感器50中的一個(gè)，優(yōu)選地被連接到第一電流傳感器40，并且比較器60的第二輸入端子62可以被連接到第一電流傳感器40和第二電流傳感器50中的另一個(gè)，優(yōu)選地被連接到第二電流傳感器50。在下面的描述中，假設(shè)第一電流傳感器40被連接到比較器60的第一輸入端子61，并且第二電流傳感器50被連接到比較器60的第二輸入端子62，但是本發(fā)明不限于此。

比較器60可以將分別包含于第一測量值和第二測量值中的電流值的幅值進(jìn)行比較。具體地，可以將包含于第一測量值或第二測量值中的電流值的幅值與第一范圍或第二范圍進(jìn)行比較。

第一范圍可以是用于確定為正常的正常范圍，并且第二范圍可以是用于確定為有缺陷的故障范圍。第二范圍可以大于第一范圍。

通過這種比較，具有邏輯1(高)或邏輯0(低)的離散信號(hào)可以被輸出為比較器60的輸出值。具有邏輯1(高)的離散信號(hào)可以是第一晶閘管10的故障信號(hào)，并且具有邏輯0(低)的離散信號(hào)可以是第二晶閘管20的故障信號(hào)。

具體地，當(dāng)由第一電流傳感器40測量的第一晶閘管10的電流的第一測量值處于故障范圍(其大于用于確定為正常的正常范圍)時(shí)，比較器60可以輸出具有邏輯1(高)的離散信號(hào)，并且當(dāng)?shù)谝粶y量值處于正常范圍時(shí)，比較器60可以不輸出離散信號(hào)。

額外地，當(dāng)由第二電流傳感器50測量的第二晶閘管20的電流的第二測量值處于故障范圍(大于用于確定為正常的正常范圍)時(shí)，比較器60可以輸出具有邏輯0(低)的離散信號(hào)，并且當(dāng)?shù)诙y量值處于正常范圍時(shí)，比較器60可以不輸出離散信號(hào)。

相反地，當(dāng)由第一電流傳感器40測量的第一晶閘管10的電流的第一測量值處于故障范圍(大于用于確定為正常的正常范圍)時(shí)，比較器60可以輸出具有邏輯0(低)的離散信號(hào)，并且當(dāng)?shù)谝粶y量值處于正常范圍時(shí)，比較器60可以不輸出離散信號(hào)。

額外地，當(dāng)由第二電流傳感器50測量的第二晶閘管20的電流的第二測量值處于故障范圍(大于用于確定為正常的正常范圍)時(shí)，比較器60可以輸出具有邏輯1(高)的離散信號(hào)，并且當(dāng)?shù)诙y量值處于正常范圍時(shí)，比較器60可以不輸出離散信號(hào)。

檢測邏輯裝置70可以被連接到比較器60的離散信號(hào)輸出端子63。

檢測邏輯裝置70可以基于從比較器60接收到的離散信號(hào)來確定構(gòu)成反并聯(lián)晶閘管的第一晶閘管10和第二晶閘管20中的哪個(gè)是有缺陷的。檢測邏輯裝置70可以基于確定結(jié)果來生成故障信號(hào)并將故障信號(hào)輸出到第一輸出單元80和/或第二輸出單元90。

檢測邏輯裝置70可以包括通過其輸入離散信號(hào)的離散信號(hào)輸入端子71以及通過其輸出故障信號(hào)的第一故障信號(hào)輸出端子72和第二故障信號(hào)輸出端子73。

檢測邏輯裝置70的離散信號(hào)輸入端子71可以被連接到比較器60的離散信號(hào)輸出端子63。

輸出單元80和90可以包括第一輸出單元80和第二輸出單元90。第一輸出單元80和第二輸出單元90可以是揚(yáng)聲器、燈、電燈或監(jiān)視器。具體地，第一輸出單元80和第二輸出單元90可以是輸出光信號(hào)的led燈。

第一輸出單元80可以被連接到檢測邏輯裝置70的第一故障信號(hào)輸出端子72，并且第二輸出單元90可以被連接到檢測邏輯裝置70的第二故障信號(hào)輸出端子73。與此不同，第一輸出單元80可以被連接到檢測邏輯裝置70的第二故障信號(hào)輸出端子73，并且第二輸出單元90可以被連接到檢測邏輯裝置70的第一故障信號(hào)輸出端子72。

為便于下面的描述，可以假設(shè)第一輸出單元80被連接到檢測邏輯裝置70的第一故障信號(hào)輸出端子72，并且第二輸出單元90被連接到檢測邏輯裝置70的第二故障信號(hào)輸出端子73。

第一輸出單元80和第二輸出單元90中的每個(gè)可以輸出光信號(hào)、聲音信號(hào)、等等作為故障信號(hào)。

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器1到包括晶閘管閥中的有缺陷的一個(gè)的閥的連接的視圖。

參考圖1到圖4，第一電流傳感器40可以在不與第一晶閘管10接觸的狀態(tài)下測量第一晶閘管10的電流，并且第二電流傳感器50可以在不與第二晶閘管20接觸的狀態(tài)下測量第二晶閘管20的電流。

第一晶閘管10和第一電流傳感器40的連接以及第二晶閘管20和第二電流傳感器50的連接可以是以非接觸狀態(tài)在晶閘管周圍的羅柯夫斯基線圈的線圈的繞組。

包含于檢測器200中的功率供應(yīng)單元100可以被連接到rc緩沖電路32和34，并且rc緩沖電路32和34可以被并聯(lián)連接到反并聯(lián)晶閘管10和20。

具體地，功率供應(yīng)單元100的一個(gè)端子可以被連接到rc緩沖電路32和34的電容器32的一個(gè)端子，并且電容器32的另一端子可以被連接到rc緩沖電路32和34的電阻器34的一個(gè)端子。電阻器34的另一端子可以被連接到功率供應(yīng)單元100的另一端子。

當(dāng)包含于晶閘管閥2中的第一晶閘管10和第二晶閘管20中的至少一個(gè)有缺陷時(shí)，檢測器200的功率供應(yīng)單元100可以將功率供應(yīng)到晶閘管閥2，并且檢測器200的第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以被連接到晶閘管閥2，使得有缺陷的晶閘管的電流和正常晶閘管的電流兩者都被測量。

由于有缺陷的晶閘管的內(nèi)部電阻接近于0ω，所以與正常晶閘管相比，較大的電流可以流過有缺陷的晶閘管。第一電流傳感器40和第二電流傳感器50將從有缺陷的晶閘管測量的電流測量值或從正常晶閘管測量的電流測量值發(fā)送到比較器60。通過使用有缺陷的晶閘管的內(nèi)部電阻接近于0ω的事實(shí)，比較器60可以比較是否有較大的電流流動(dòng)(如與正常晶閘管進(jìn)行比較)并輸出離散信號(hào)。此時(shí)，可以設(shè)定用于確定為正常的第一范圍和用于確定為有缺陷的第二范圍。第二范圍可以大于第一范圍。

例如，在構(gòu)成反并聯(lián)晶閘管的第一晶閘管10和第二晶閘管20中，第一晶閘管10可以具有第一內(nèi)部電阻r1，并且第二晶閘管20可以具有第二內(nèi)部電阻r2。

當(dāng)被施加到第一晶閘管10和第二晶閘管20的電壓(v)為100v時(shí)，第一晶閘管10正常，并且r1為10ω，可以輸出10a的電流(i1)。

然而，當(dāng)被施加到第一晶閘管10和第二晶閘管20的電壓(v)為100v時(shí)，第二晶閘管20有缺陷，并且r2接近于0ω，電流(i2)可以大于10a。

由于閥2包括被并聯(lián)連接到彼此的第一晶閘管10和第二晶閘管20，所以閥2的電阻可以是第一晶閘管10和第二晶閘管20的組合電阻。組合電阻可以利用r來表示。

由于組合電阻r為r1*r2/(r1+r2)，所以如果r1和r2之一為0ω，則組合電阻r為0ω。因此，不能夠得知有缺陷的晶閘管。如果第一電流傳感器40和第二電流傳感器50中的每個(gè)的電流被測量，則從有缺陷的晶閘管測量的電流值大于從正常晶閘管測量的電流值。因此，可以更容易地確定有缺陷的晶閘管。

額外地，比較器60可以接收分別從第一晶閘管10和第二晶閘管20測量的第一測量值和第二測量值并當(dāng)晶閘管有缺陷時(shí)輸出具有邏輯1(高)和邏輯0(低)的離散信號(hào)。檢測邏輯裝置70可以接收離散信號(hào)并基于離散信號(hào)來確定有缺陷的晶閘管。當(dāng)晶閘管沒有缺陷時(shí)，比較器60可以不輸出離散信號(hào)，但是本發(fā)明不限于此。

檢測邏輯裝置70可以被連接到第一輸出單元80和第二輸出單元90。例如，第一晶閘管10的故障或無故障可以通過第一輸出單元80來通知，并且第二晶閘管20的故障或無故障可以通過第二輸出單元90來通知。即，由于故障通知信號(hào)通過被設(shè)定為與有缺陷的晶閘管相對應(yīng)的輸出單元被輸出，所以可以更容易地確認(rèn)和識(shí)別有缺陷的晶閘管。

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器中的周期的正常晶閘管的電流的狀態(tài)，并且圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器中的周期的有缺陷的晶閘管的電流的狀態(tài)。

圖5可以是在第一晶閘管10和第二晶閘管20的正常操作期間關(guān)于根據(jù)周期t的流過晶閘管的電流i的第一測量值和第二測量值，并且圖6可以示出當(dāng)?shù)谝痪чl管10和第二晶閘管20之一有缺陷時(shí)關(guān)于根據(jù)周期t的電流i的第一測量值和第二測量值。

為便于描述，圖5和6可以僅僅示出正交坐標(biāo)系的第一象限。水平軸可以表示第一晶閘管10和第二晶閘管20的工作周期t，并且垂直軸可以表示關(guān)于流過第一晶閘管10和第二晶閘管20的電流i的第一測量值和第二測量值。

圖5a可以是示出了當(dāng)功率供應(yīng)單元100將ac功率供應(yīng)到第一晶閘管10和第二晶閘管20時(shí)根據(jù)周期t的流過第一晶閘管10的電流i的視圖。在這種情況下，第一晶閘管10可以在奇數(shù)周期t1、t3等中輸出特定電流值ia。

特定電流值ia可以例如為10a，并且故障電流值ib和ic可以例如為20a。

特定電流值ia可以處于第一范圍，并且故障電流值ib和ic可以處于超過第一范圍的第二范圍。

圖5b可以是示出了當(dāng)功率供應(yīng)單元100將ac功率供應(yīng)到第一晶閘管10和第二晶閘管20時(shí)根據(jù)周期t的流過第二晶閘管20的電流i的視圖。在這種情況下，第二晶閘管20可以在偶數(shù)周期t2、t4等中輸出特定電流值ia。

圖5c可以是示出了當(dāng)功率供應(yīng)單元100將ac功率供應(yīng)到第一晶閘管10和第二晶閘管20時(shí)根據(jù)周期t的流過第一晶閘管10和第二晶閘管20的電流i的視圖。在這種情況下，第一晶閘管10和第二晶閘管20可以在所有周期t1、t2、t3、t4等中輸出特定電流值ia。

即，比較器60接收特定電流值ia并且不輸出任何離散信號(hào)，并且檢測邏輯裝置70可以基于沒有從比較器60輸入任何離散信號(hào)的情形來將第一晶閘管10和第二晶閘管20確定為正常工作。

圖6a可以示出第一晶閘管10的故障。圖6a可以是示出了當(dāng)功率供應(yīng)單元100將ac功率供應(yīng)到第一晶閘管10和第二晶閘管20時(shí)根據(jù)周期t的流過第一晶閘管10的電流i的視圖。在這種情況下，由于第一晶閘管10有缺陷，所以第一晶閘管10的內(nèi)部電阻接近于0ω。因此，故障電流值ib和ic可以在第一晶閘管10的所有周期t1、t2、t3、t4等中被輸出。

圖6b可以是示出了當(dāng)功率供應(yīng)單元100將ac功率供應(yīng)到第一晶閘管10和第二晶閘管20時(shí)根據(jù)周期t的流過第二晶閘管20的電流i的視圖。在這種情況下，當(dāng)?shù)诙чl管20正常時(shí)，第二晶閘管20可以在偶數(shù)周期t2、t4等中輸出特定電流值ia。

圖6c可以是示出了當(dāng)功率供應(yīng)單元100將ac功率供應(yīng)到第一晶閘管10和第二晶閘管20時(shí)根據(jù)周期t的流過第一晶閘管10和第二晶閘管20的電流i的視圖。當(dāng)?shù)谝痪чl管10有缺陷并且第二晶閘管20正常時(shí)，第一晶閘管10和第二晶閘管20可以在奇數(shù)周期t1、t3等中輸出10a的正常電流值，但是可以在偶數(shù)周期t2、t4等中輸出20a的故障電流值ib和ic。

即，比較器60可以接收特定電流值ia以及故障電流值ib和ic并且可以不輸出關(guān)于特定電流值ia的任何離散信號(hào)并輸出關(guān)于故障電流值ib和ic的具有邏輯0(低)的離散信號(hào)。檢測邏輯裝置70可以基于沒有從比較器60輸出任何離散信號(hào)的情形來將第一晶閘管10確定為正常，并且可以基于從比較器60輸出具有邏輯0(低)的離散信號(hào)的情形來將第二晶閘管20確定為有缺陷。

反并聯(lián)晶閘管10和20中的有缺陷的晶閘管變成短路狀態(tài)并且因此可以是具有接近于0ω的內(nèi)部電阻的電路。

由于有缺陷的晶閘管處于短路狀態(tài)中，所以電流可以一直流動(dòng)而不管反并聯(lián)晶閘管10和20的開關(guān)操作。由于有缺陷的晶閘管的內(nèi)部電阻接近于0ω，所以比正常電流更大的電流可以流動(dòng)。

比較器60同時(shí)檢測在正常晶閘管中測量的電流和在有缺陷的晶閘管中測量的電流?？梢越邮盏奖犬?dāng)反并聯(lián)晶閘管10和20中的晶閘管有缺陷時(shí)的電流更大的電流，并且具有邏輯1(高)或邏輯0(低)的離散信號(hào)可以作為輸出值被生成。

圖7和圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器中的流過第一晶閘管10和第二晶閘管20的電流、被輸入到比較器60的電流、從比較器60輸出的電流和從第一輸出單元80和第二輸出單元90輸出的信號(hào)的視圖。

為便于描述，圖7和圖8可以僅僅示出正交坐標(biāo)系的第一象限。水平軸可以是時(shí)間(t)軸，并且垂直軸可以是電流(i)值。

圖7a是示出了根據(jù)時(shí)間t的流過第一晶閘管10和第二晶閘管20的電流i的視圖，其中電流i由第一電流傳感器40和第二電流傳感器50測量。

圖7a的實(shí)線k1可以指示由第一電流傳感器40測量的流過第一晶閘管10的電流，并且圖7a的虛線k2可以指示由第二電流傳感器50測量的流過第二晶閘管20的電流。

可以從圖7a中獲知流過第一晶閘管10的電流的幅值與流過第二晶閘管20的電流的幅值之間的差異。

圖7b的實(shí)線k1指示根據(jù)時(shí)間t的被輸入到比較器60的流過第一晶閘管10的電流i的波形，并且圖7c的虛線k2指示根據(jù)時(shí)間t的被輸入到比較器60的流過第二晶閘管20的電流i的波形。

即，圖7b可以是示出了第一晶閘管10的電流通過第一電流傳感器40到比較器60的第一輸入端子的輸入的視圖，并且圖7c可以是示出了第二晶閘管的電流通過第二電流傳感器50到比較器60的第二輸入端子的輸入的視圖。

可以從圖7a到7c看出，流過第一晶閘管10的電流的幅值與流過第二晶閘管20的電流的幅值不同。

例如，當(dāng)?shù)谝浑娏鱾鞲衅?0和第二電流傳感器50是羅柯夫斯基線圈電流傳感器時(shí)，第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以通過由第一晶閘管10和第二晶閘管20中的變化生成的磁通量的變化來測量電流。第一電流傳感器40和第二電流傳感器50可以將電流測量值輸出到比較器60，并且比較器60可以將電流的幅值進(jìn)行比較。

根據(jù)實(shí)施例，電流被測量并且電流被輸出，但是電流傳感器可以是測量電流并輸出電壓的傳感器。

圖7d示出了由比較器60輸出的離散信號(hào)。在圖7d中，垂直軸h可以是離散信號(hào)的高信號(hào)或低信號(hào)，并且水平軸可以表示時(shí)間t的流逝。即，圖7d可以示出高信號(hào)的輸出。

圖7e示出了由第一輸出單元80輸出的故障通知信號(hào)。

圖7f示出了其中第二輸出單元90不輸出信號(hào)的狀態(tài)。

在圖7e和圖7f中，垂直軸f可以表示故障，并且水平軸t可以表示時(shí)間的流逝。

即，比較器60可以將流過第一晶閘管10的電流與流過第二晶閘管20的電流進(jìn)行比較，基于比較來檢測到第一晶閘管10的電流更高，并且輸出離散信號(hào)。

檢測邏輯裝置70可以將第一晶閘管10確定為有缺陷，并且第一輸出單元80可以輸出故障通知信號(hào)。

圖8a是示出了根據(jù)時(shí)間t的流過第一晶閘管10和第二晶閘管20的電流i的視圖，其中電流i由第一電流傳感器40和第二電流傳感器50測量。

在圖8a中，實(shí)線k1可以指示流過第二晶閘管20的電流，并且虛線k2可以指示流過第一晶閘管10的電流。

圖8b的虛線k2指示被輸入到比較器60的第一輸入端子的流過第一晶閘管10的電流i的波形，并且圖8c的實(shí)線k1指示被輸入到比較器60的第二輸入端子的流過第二晶閘管20的電流i的波形。

圖8d示出了由比較器60輸出的離散信號(hào)。在圖8d中，垂直軸h可以是離散信號(hào)的高信號(hào)或低信號(hào)，并且水平軸可以表示時(shí)間t的流逝。即，圖8d可以示出高信號(hào)的輸出。

圖8e示出了其中第一輸出單元80不輸出信號(hào)的狀態(tài)。

圖8f示出了由第二輸出單元90輸出的故障通知信號(hào)。

在圖8e和圖8f中，垂直軸f可以表示故障，并且水平軸t可以表示時(shí)間的流逝。

即，比較器60可以將流過第一晶閘管10的電流與流過第二晶閘管20的電流進(jìn)行比較，基于比較來檢測到第二晶閘管20的電流更高，并且輸出離散信號(hào)。

檢測邏輯裝置70可以將第二晶閘管20確定為有缺陷，并且第二輸出單元90可以輸出故障通知信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器可以通過電流傳感器測量反并聯(lián)晶閘管的電流并將測量值進(jìn)行比較，由此容易地確定反并聯(lián)晶閘管的故障。

額外地，第一電流傳感器和第二電流傳感器可以是羅柯夫斯基線圈電流傳感器并且可以在不與反并聯(lián)晶閘管接觸的狀態(tài)下檢測反并聯(lián)晶閘管的電流，由此促進(jìn)反并聯(lián)晶閘管的故障檢測。

另外，用于反并聯(lián)晶閘管的故障檢測器可以基于來自第一輸出單元和第二輸出單元的測量值來接收故障通知信號(hào)并且容易地檢測有缺陷的反并聯(lián)晶閘管。

此外，比較器可以通過分別由第一電流傳感器和第二電流傳感器測量的第一測量值和第二測量值的比較來準(zhǔn)確地檢測來自反并聯(lián)晶閘管的有缺陷的晶閘管。

盡管已經(jīng)參考其許多說明性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解將落入本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍內(nèi)的許多其他修改和實(shí)施例可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)計(jì)。更具體地，在本公開內(nèi)容、附圖和隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的組成部分和/或布置中可以進(jìn)行各種變型和修改。除了組成部分和/或布置中的變型和修改，備選的使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也將是顯而易見的。