专利名称：大型功率整流柜可控硅导通检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及中大型、巨型发电机组励磁系统功率整流柜，特别涉及励磁电流大，需采取多整流柜并联的场合。
背景技术：
在发电机励磁系统中，功率整流柜将交流电源转换为直流电源，为发电机励磁绕组提供励磁电流，是励磁系统的出力部件，是励磁的根本，可控硅作为主功率元件，是整流柜的核心，其工作的可靠性更是勿用置疑。由于可控硅实际工作状况恶劣，电流大，发热量大，换相电压高，所以对其运行状况的实时检测存在诸多困难，目前常规的功率整流柜设计，均采取装设快速熔断器以及输出单柜电流表计信号给用户以便判断可控硅的工作状况。串联装设在每个可控硅支路快的速熔断器，在可控硅短路故障时，快熔熔断退出该支路，并发出相应告警信号给用户，这种设计能在一定程度上反应可控硅短路这种极端工况，但对于可控硅开路或因控制回路故障导致的不触发、误触发则无法正确判断。至于送给用户的电流表计，判据粗造，即便能够根据电流的大幅偏差判断整流柜故障，也无法准确定位故障支路；特别是近年，随着中大型机组单机容量逐步提升，励磁容量逐步增大，在多数场合，需要多个可控硅整流柜并列运行，发果一个支路出现故障，引起的电流偏差也不会很大，极可能使用户放松警惕，造成隐患。随着机组容量增大，对励磁系统、对励磁系统的整流柜所提出的要求日益严格，为确保机组运行安全，迫切需要一种针对整流柜可控硅实时全面检测的装置，以弥补目前常规设计整流柜对功率元件检测不足的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种，在可控硅整流柜工作时，对可控硅实时全面检测，通告用户状况，及时暴露整流柜陷患，为检修准确定位，缩短励磁检修时间。本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:所述大功率可控硅整流柜导通检测装置分为信号采集、信号处理、送显三部分。信号采集部分通过传感器采集可控硅桥臂电流、通过低时滞变送器测量可控硅管压降。由于可控硅桥臂电流与管压降在相位上存在相反的关系，可控硅截止时，管压降为阳极交流线电压，可控硅受触发导通时，管压降很低，约2伏左右，每周期内均有导通与截止时段，根据这一关系，信号处理部分即可初步判断可控硅是否处于可控状态。仅根据上述判据得出结论是不够的，还需结合控制信号综合判定:可控硅导通触发顺序依次为+A (-B)、+A (-C)、+B (-C)、+B (-A)、+C (-A)、+C (-B)，每周期每管导通120度。触发脉冲返回信号返送至装置信号处理部分，处理部分将脉冲上升沿时刻与可控硅管压降的下降沿时刻对照，如果两者不一致，则可判断可控硅不受控，如果有脉冲而又承受正向电向，则可判定控硅断路不触发。为了防止触发脉冲电路故障而产生时间上的相移，影响装置的正确判断，本装置还同步接收调节器AVR发送给整流柜的脉冲触度信号，并采集阳极电阳波形，自身产生与阳极电压同步的校时脉冲，此校时脉冲用以核对由可控硅返送至装置的触发脉冲， 判断是否为同一时刻，如不为同一时刻，则表明可控硅的触发电路存在故障，影响到可控硅的触发。送显部分一方面在线定位显示故障可控硅相别，一方面送故障信号至监控系统，以便及时维修。本发明提供的大型功率整流柜可控硅导通检测装置(以下简称本装置)，采用了多项信号处理与电力电子变流方面的前沿技术，实施方案简洁可靠，主要具有以下特点:1.采集与可控硅相关的各种电气量综合判断，检测可控硅短路、断路各种不受控状态，具有实时性，杜决整流柜带病工作的隐患；2.同步接受AVR脉冲信息，自身产生对时脉冲，能检测脉冲电路故障、受干扰等状况，涵盖范围广；3.对于故障可控硅，可定点显示，并指明故障类别，极大缩短检修时间，有极大的经济价值；4.检测装置与主回路经特种措施处理，隔离电压高达IOKV ；5.装置现场接线方便，各部分均采用接插件连接，可与任何整流柜配合，移稹性强；6.适用范围广，可方便拓展至与相控整流相关的其它行业。
图1是本发明电气原理整体示意图。图2是本发明·信号处理原理示意图。图3是本发明的应用接线示意图。
具体实施例方式本可控硅导通检测装置分为信号采集、信号处理、送显三部分。信号采集包括可控硅桥臂电流采集、可控硅管压降波形采集、可控硅实际触发脉冲采集、AVR实际触发角度采集、阳极同步电压采集；信号处理部分将所采集到的各种信号综合处理，判别可控硅的故障类型并准确定位；送显部分在线显示故障可控硅相别，并输出接点信号传送至监控系统。电气原理示意图见附图1，信号处理原理示意图见附图2，应用接线示意图见图3。见图1:可控硅工作时的电气量主要包括支路电流、管压降、触发脉冲，正确采集上述3个电气量，即能在很大程度上判别可控硅的受控与否。由于整流柜负载为发电机转子，为大电感负载，根据电感电流不能突变的特性知，转子电流波形为平滑的直流，每个桥臂每个支路导通1/3周期即120度，截止时转子电流波形为零，导通时可控硅电流等于转子电流，所以可控硅电流为占空比1/3的脉动直流，波形顶部等于转子电流。与支路电流波形趋势相反，截止时，可控硅两端电压为交流线电压波形，导通时，管压降接近于零。根据这一特性，信号处理部分即可初步判断可控硅是否处于受控状态。由于可控硅的导通关断受控制极触发脉冲控制，信号处理部分接爱脉冲返回信号，结合脉冲上升沿时刻，与可控硅电压突变至零、电流上升至零的时刻对照，即可判断可控硅工作于可控工况。送显部分将故障相可控硅明确指示，并上传警告信号至监控系统，以便用户及时检修。信号处理原理示意见附图2:由于桥臂电流、管压降为一次回路高压，峰值电压高，为防止损坏二次低压器件，对这一部分引线选用特殊高压导线特殊处理，并经高压隔离运放隔离降压。经过隔离运放后的电压电流信号经高精度交流采样，还原为实际的波形并滤除特高频杂质，根据上述电压电流“反相”的原理，相位鉴别电路对电压电流相位诊断，初频筛选出现故障的相别。正弦波阳极电压信号经多谐振荡器，调理为同相位高频脉冲列，来自AVR的控制脉冲信号控制高频脉冲流的开放与关断，得出调节器实际输出的脉冲相位；可控硅的实际触发脉冲经返回环节返送至信号处理单元，与前述脉冲相位对照校验，如果不一致则可判定脉冲传输回路存在故障。经过对照校验的脉冲信号参与电流电压相位辅助判断，确定故障可控硅后输出信号至监控，并现地显示。本装置现场接线简单，见附图3。Jl为信号输入端，包括原理描述中的桥臂电流、管压降、同步电压、AVR脉冲、返回脉冲。J2为送显输出，指示故障可控硅相别。J3为接点输出，分别为可控硅 故障、脉冲电路故障。J4为电源，DC24V。
权利要求
1.一种适用于中大型发电机组励磁系统整流柜的可控硅导通检测装置，其特征是分为信号采集、信号处理、送显三部分，信号采集部分采集桥臂电流、管压降、实际脉冲时刻、AVR计算角度、同步电压，信号处理部分将所采集的信号综合处理，送显部分送出信号，定位指明故障可控硅相别。
2.根据权利要求1所述的适用于中大型发电机组励磁系统整流柜的可控硅导通检测装置，其特征是根据可控硅导通时电流波形为直流，管压降接近于零，而截止时电流为零，管压降为线电压，根据这两个电气量时序相反的逻辑，判断可控硅工作状态。
3.根据权利要求2所述的适用于中大型发电机组励磁系统整流柜的可控硅导通检测装置，其特征是结合AVR计算的脉冲角度，采集实际的可控硅触发脉冲，根据两者的同步关系，判断可控硅脉冲 电路是否存在故障，辅助判断可控硅是否受控。
全文摘要
所述大功率可控硅整流柜导通检测装置分为信号采集、信号处理、送显三部分。信号采集部分通过传感器采集可控硅桥臂电流、通过低时滞变送器测量可控硅管压降。由于可控硅桥臂电流与管压降在相位上存在相反的关系，可控硅截止时，管压降为阳极交流线电压，可控硅受触发导通时，管压降很低，约2伏左右，每周期内均有导通与截止时段，根据这一关系，信号处理部分即可初步判断可控硅是否处于可控状态。
文档编号G01R31/02GK103245868SQ201210030068
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者苏军, 余超, 章科峰 申请人:武汉洪山电工科技有限公司