本發(fā)明涉及模擬試驗裝置，更具體地，涉及一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、晶閘管輔助熄弧的混合式變壓器有載分接開關(guān)，在普通油浸式有載分接開關(guān)的基礎(chǔ)上增加晶閘管模塊，在切換時由晶閘管模塊代替機械觸頭續(xù)流，具有減少觸頭燒蝕和變壓器油污染的優(yōu)勢。在混合式有載分接開關(guān)中，晶閘管模塊是核心部件，且晶閘管模塊在混合式有載分接開關(guān)中應(yīng)用的工況顯著區(qū)別于其它場景，發(fā)展其測試方法是非常有意義的。

2、由于混合式有載分接開關(guān)中的晶閘管模塊只在切換過程中續(xù)流，在開關(guān)不動作時，晶閘管模塊會退出運行回路，其通流工況與現(xiàn)有標準中規(guī)定的通態(tài)平均電流存在顯著差異，因此，需要一種技術(shù)實現(xiàn)對混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊進行模擬試驗，考核晶閘管模塊在混合式有載分接開關(guān)中的運行可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，以解決如何對混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊進行模擬試驗的問題。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，該裝置包括：上位機、可調(diào)電源、觸發(fā)電源、測量模塊和試品模塊，其中：

3、所述上位機向可調(diào)電源和觸發(fā)電源發(fā)送控制命令，用于控制測量過程，接收所述測量模塊返回的測量數(shù)據(jù)；

4、所述可調(diào)電源向所述試品模塊施加電流和電壓；

5、所述觸發(fā)電源向所述試品模塊提供觸發(fā)電流；

6、所述測量模塊包括電流探頭和差分電壓探頭，向所述上位機發(fā)送測量數(shù)據(jù)；

7、所述試品模塊由反并聯(lián)的兩只晶閘管及其外圍電路組成。

8、在上述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置中，所述可調(diào)電源向所述試品模塊可調(diào)節(jié)施加到所述晶閘管上的電流和電壓為模擬通態(tài)平均電流和正向/反向峰值電壓。

9、在上述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置中，所述觸發(fā)電源由分別向晶閘管提供觸發(fā)電流的觸發(fā)電源組成。

10、在上述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置中，所述測量模塊的電流探頭用于測量晶閘管泄漏電流，以及所述測量模塊的差分電壓探頭用于測量晶閘管通態(tài)壓降。

11、在上述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置中，所述試品模塊的其外圍電路包括門極限流電阻和門極保護二極管組成。

12、本發(fā)明還提供了一種如權(quán)利要求1所述的模擬試驗裝置的試驗方法，包括下列步驟：

13、步驟301，連接試品模塊和上位機、可調(diào)電源、觸發(fā)電源以及測量模塊，輸入級電壓和負載電流，計算晶閘管最大峰值電流；

14、步驟302，設(shè)定可調(diào)電源輸出電流，將最大峰值電流im施加到試品模塊，同時設(shè)定第一觸發(fā)電源和第二觸發(fā)電源輸出觸發(fā)電流，使晶閘管持續(xù)通流，直至scr1和scr2達到額定結(jié)溫；

15、步驟303，測試晶閘管scr1和晶閘管scr2的通態(tài)壓降，重復(fù)10次計算通態(tài)平均壓降；

16、步驟304，設(shè)定可調(diào)電源輸出電壓，施加正向峰值電壓到試品模塊，測試scr1和scr2的正向泄漏電流，重復(fù)若干次；

17、步驟305，設(shè)定可調(diào)電源輸出電壓，施加反向峰值電壓到試品模塊，測試scr1和scr2的反向泄漏電流，重復(fù)若干次。

18、在上述的一種模擬試驗裝置的試驗方法中，步驟301中，在混合式有載分接開關(guān)的每一相中，裝設(shè)了三對反并聯(lián)的晶閘管模塊，晶閘管續(xù)流輔助熄弧時，通過最大的電流為橋接過程中級電流和循環(huán)電流疊加的總和，即im＝il+ic，式中im為流過晶閘管模塊的最大電流，il為有載分接開關(guān)的級電流，ic為有載分接開關(guān)橋接過程中的循環(huán)電流。

19、在上述的一種模擬試驗裝置的試驗方法中，步驟301中，對于混合式有載分接開關(guān)，循環(huán)電流的瞬時值為級電壓處于峰值時合閘的短路電流，即

20、

21、式中us(t)為有載分接開關(guān)級電壓瞬時值，us為有載分接開關(guān)級電壓峰值，ic(t)為有載分接開關(guān)循環(huán)電流的瞬時值，ω為角頻率，為橋接過程建立時刻的合閘相位角，θ為橋接過程建立后整個回路的阻抗角，z為橋接過程建立后整個回路的阻抗，r為有載分接開關(guān)的過渡電阻，ls為一個分接段電感；α為表征橋接后循環(huán)電流衰減過程的參數(shù)，衰減時間常數(shù)

22、在上述的一種模擬試驗裝置的試驗方法中，步驟301中，計算得到：晶閘管流過的最大電流峰值為式中im為流過晶閘管的最大電流峰值，il為有載分接開關(guān)的級電流峰值，us為有載分接開關(guān)級電壓峰值，r為有載分接開關(guān)的過渡電阻。

23、在上述的一種模擬試驗裝置的試驗方法中，所述重復(fù)若干次，即為10次。

24、由于采用了上述的技術(shù)方案，裝置包括可調(diào)電源、觸發(fā)電源、試品模塊和測量模塊；所述可調(diào)電源向試品模塊施加電流和電壓；所述觸發(fā)電源向試品模塊提供觸發(fā)電流；試品模塊由反并聯(lián)的兩只晶閘管及其外圍電路組成；測試模塊包括電流探頭和差分電壓探頭。本發(fā)明提供的模擬試驗裝置，所需的設(shè)備少，功能可根據(jù)需求自行添加，具有更強的適用性。

技術(shù)特征：

1.一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，其特征在于，該裝置包括：上位機、可調(diào)電源、觸發(fā)電源、測量模塊和試品模塊，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，其特征在于：所述可調(diào)電源向所述試品模塊可調(diào)節(jié)施加到所述晶閘管上的電流和電壓為模擬通態(tài)平均電流和正向/反向峰值電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，其特征在于：所述觸發(fā)電源由分別向晶閘管提供觸發(fā)電流的觸發(fā)電源組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，其特征在于：所述測量模塊的電流探頭用于測量晶閘管泄漏電流，以及所述測量模塊的差分電壓探頭用于測量晶閘管通態(tài)壓降。

5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，其特征在于：所述試品模塊的其外圍電路包括門極限流電阻和門極保護二極管組成。

6.一種如權(quán)利要求1所述的模擬試驗裝置的試驗方法，包括下列步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬試驗裝置的試驗方法，其特征在于：在步驟301中，在混合式有載分接開關(guān)的每一相中，裝設(shè)了三對反并聯(lián)的晶閘管模塊，晶閘管續(xù)流輔助熄弧時，通過最大的電流為橋接過程中級電流和循環(huán)電流疊加的總和，即im＝il+ic，式中im為流過晶閘管模塊的最大電流，il為有載分接開關(guān)的級電流，ic為有載分接開關(guān)橋接過程中的循環(huán)電流。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模擬試驗裝置的試驗方法，其特征在于：在步驟301中，對于混合式有載分接開關(guān)，循環(huán)電流的瞬時值為級電壓處于峰值時合閘的短路電流，即

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種模擬試驗裝置的試驗方法，其特征在于：在步驟301中，計算得到：晶閘管流過的最大電流峰值為式中im為流過晶閘管的最大電流峰值，il為有載分接開關(guān)的級電流峰值，us為有載分接開關(guān)級電壓峰值，r為有載分接開關(guān)的過渡電阻。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬試驗裝置的試驗方法，其特征在于：所述重復(fù)若干次，即為10次。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種混合式有載分接開關(guān)晶閘管模塊的模擬試驗裝置，所述裝置包括：上位機、可調(diào)電源、觸發(fā)電源、試品模塊和測量模塊；所述上位機可向可調(diào)電源和觸發(fā)電源發(fā)送控制命令；所述可調(diào)電源向試品模塊施加電流和電壓；所述觸發(fā)電源向試品模塊提供觸發(fā)電流；試品模塊由反并聯(lián)的兩只晶閘管及其外圍電路組成；測試模塊包括電流探頭和差分電壓探頭，可向上位機發(fā)送測試數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的模擬試驗裝置，所需的設(shè)備少，功能可根據(jù)需求自行添加，具有更強的適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：胡海敏,李佳文,吳欣燁,朱立銘,宋人杰,何韡,楊曉彤,蔡君,顧一飛,陶佳唯,高飛,賈鵬飛,朱家運,劉志剛,丁本平,郝魯寧,趙武
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)上海市電力公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6