一種晶閘管高壓處理板的測試系統與方法

專利名稱：一種晶閘管高壓處理板的測試系統與方法
技術領域：
本發明涉及一種本發明涉及一種晶閘管高壓處理板(簡稱TE板)的測試方法，以及 采用這種方法的測試系統。
背景技術：
在高壓整流設備及中高壓靜態無功功率補償SVC中，高壓晶閘管具有廣泛的應 用。對于高壓晶閘管的觸發和狀態檢測，目前國內外通用的做法是在每級晶閘管上并聯一 個TE板來實現，從而來滿足系統對晶閘管的觸發，保護和狀態監視功能。晶閘管的高電位板TE板并聯連接在晶閘管的兩端，通過晶閘管的RC阻尼回路獲 取本身工作所需的能量，完成對晶閘管的觸發，過壓保護觸發和狀態監視。如圖1，TE板的 功能模塊包括光信號接收單元1，邏輯處理單元4，晶間管門極觸發單元5，光信號發送單 元2，電壓監視單元3，BOD保護觸發單元6。TE板通過光信號接收單元1接收來自控制系 統的控制信號脈沖；邏輯處理單元4根據接收到的控制信號脈沖，控制TE板的各種工作狀 態；晶閘管門極觸發單元5輸出足夠能量的電信號觸發脈沖到晶閘管的門極，觸發晶閘管 導通；光信號發射單元2將TE板的各個工作階段的狀態信號通過光信號發送出去；電壓監 視單元3監視并聯的晶閘管兩端電壓；BOD保護觸發單元6在晶閘管兩端的電壓超過設定 保護值時，發出觸發脈沖到晶閘管的門極，觸發晶閘管，從而保護晶閘管不會因為過電壓而 被擊穿，在保護動作的同時，TE板會通過光信號發送單元2發送BOD動作信號。TE板在連接到晶閘管之前時，現場無法對TE板的各個單元進行完整的功能測試， 無法保證安裝的TE板的各個功能單元能夠滿足現場的要求，使整個系統的可靠運行存在 一定的隱患。

發明內容
本發明的目的是提供一種晶閘管高壓處理板的測試系統與方法，用以解決現場無 法對TE板的各個單元進行完整的功能測試的問題。為實現上述目的，本發明的方案是一種晶閘管高壓處理板的測試系統，包括用于 與晶閘管高壓處理板對應連接的一個晶閘管K、一個控制器擬，及一個高壓測試電路
一個晶閘管K，其陰極#、陽極J、門極分別用于連接高壓處理板的對應端口，且其陰極f 接地；陽極J與高壓處理板的RC取能端此L之間連接有RC串聯支路，RC取能端此L與RC 串聯支路之間串設有第三繼電器D的常開觸點；門極與高壓處理板對應的觸發輸出端G+ 之間串設有第四繼電器K的常開觸點；
一個控制器擬，包括處理器單元，AD采樣單元，同步電壓輸入單元，光信號輸出單元， 光信號輸入單元，輔助電源處理單元，開出繼電器控制單元和電壓監視單元；所述處理器單 元控制連接開出繼電器控制單元、光信號輸出單元，輸入連接光信號輸入單元，通過AD采 樣單元輸入連接電壓監視單元，電壓監視單元輸入連接高壓處理板的各電壓測試端口 0， 10，60，HK以及晶閘管端電壓，輔助電源處理單元輸入連接分壓變壓器Tl 二次側，輸出測試需要的電壓；開出繼電器控制單元控制連接所述第三繼電器U、第四繼電器K以及第一繼 電器Z/、第二繼電器U的線圈；控制器擬的光信號輸入單元與光信號輸出單元分別通過 光纖連接高壓處理板的光信號回檢端Z/與光信號觸發端忍；控制器擬的交流輸出端與 晶閘管陽極J之間串設有第二限流電阻M，第一繼電器Λ7的常閉觸點設在第二限流電阻 擬與晶閘管陽極J之間；控制器擬的交流接地端和連接晶閘管陰極控制器擬的觸發 測試端與高壓處理板的觸發輸出端以之間串設有第四繼電器權的常閉觸點；控制器擬 的RC供能端此V與高壓處理板的RC取能端此L之間串設有第三繼電器似的常閉觸點；控 制器擬連接一個用于人機交互的輸入輸出設備XO ；
一個高壓測試電路，包括一個高壓變壓器r，變壓器Γ 二次側之間串聯第一限流電阻 於、第一基準電阻W、第二基準電阻見，第二基準電阻見與第一基準電阻W的串聯點與控 制器擬的基準電壓端之間串設第二繼電器忍的常開觸點，第二基準電阻見的另一端連接 晶閘管陰極t第一基準電阻W的另一端與晶閘管陽極J之間串設第一繼電器Λ7的常開觸 點O采用本發明的測試系統，能夠對TE板的各個功能模塊進行檢測，判斷TE板的各項 功能是否正確。進一步的，所述控制器擬的輔助電源處理單元輸入連接的變壓器Tl是一個多抽 頭變壓器，多抽頭變壓器/7的一次側與母線之間串設有控制器接觸器的常開觸點。所 述高壓變壓器T的一次側與母線之間串設有高壓測試接觸器I的常開觸點。所述輸入輸 出設備工W為觸摸屏，與控制器擬通過串口連接。本發明的另一個方案是一種晶閘管高壓處理板的測試系統的測試方法，步驟如 下
a,電源回路測試；
初始化系統，通過控制器擬的輔助電源處理單元，在控制器擬的RC供能端此V與控 制器擬的觸發測試端之間施加交流IlOV電壓；測試高壓處理板的電壓測試端電壓是否 在合格范圍內，如果合格，繼續下一步測試； b，負向回檢信號測試；
初始化系統，通過控制器擬的輔助電源處理單元，在控制器擬的RC供能端此V與控 制器擬的28V電壓測試端HK+之間施加直流28V電壓，在晶閘管兩端A f施加交流220V 電壓；通過控制器擬的光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端忍發送控制編碼脈 沖；通過控制器擬監視晶間管陰極陽極Af之間交流電壓，當交流電壓峰值小于-IlOV時， 通過光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端忍發出一個Ms的單脈沖，并通過光 信號輸入單元測試能否在40US-60US內收到一個來自高壓處理板光信號回檢端Z/的脈寬 2us-5us的回報光信號脈沖；若能，監視控制器的觸發測試端是否接收到高壓處理板 觸發輸出端G+發出的觸發脈沖，若是，則繼續下一步測試； c，門極觸發測試；
初始化系統，通過控制器擬的輔助電源處理單元，在控制器擬的RC供能端此V與控 制器擬的28V電壓測試端之間施加直流28V電壓，在晶閘管兩端A f上施加交流220V電 壓；通過控制器擬的電壓監視單元監視晶閘管陰極陽極兒f之間交流電壓，當交流電壓峰 值大于190V時，通過光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端忍發出脈寬為!Bus，間
5隔IOus的雙脈沖；監視控制器擬的觸發測試端是否接收到高壓處理板觸發輸出端以 發出觸發脈沖，若是，則繼續下一步測試； d，低壓觸發測試；
初始化系統，第三控制繼電器似動作，公共觸頭連接到RC串聯支路；第四控制繼電器 權動作，公共觸頭連接晶閘管門極；在控制器擬的交流輸出端JA和之間施加交流220V 電壓；通過控制器擬的電壓監視單元監視晶閘管陰極陽極兒f之間電壓，當交流電壓峰值 大于190V時，通過光信號輸出電壓向測試TE板的光信號觸發端忍發出脈寬為3us，間隔 IOus的雙脈沖；如果晶閘管陰極陽極兒f之間電壓小于導通壓降，則判定晶閘管低壓觸發 功能正常，繼續下一步測試； e，高壓觸發測試；
初始化系統，閉合高壓接觸器題，第三控制繼電器似動作，公共觸頭連接到RC串聯支 路；第四控制繼電器K動作，公共觸頭連接晶閘管門極；第一繼電器Λ7動作，公共觸點連 接到第一基準電阻似第二控制繼電器忍動作；監測晶閘管兩端Af電壓，當控制器擬通 過光信號輸入單元監測到來自高壓處理板光信號回檢端Z/的回報脈沖時，如果晶閘管兩 端Af電壓小于導通壓降，則判定高壓觸發功能正常，測試結束。本發明的方法，實現了對TE板進行全面的功能測試。包括TE板的電源測試，門極 觸發測試，負向回檢信號測試，低壓觸發測試和高壓觸發BOD保護觸發測試，提供了一種方 便，可靠，全面的測試方法，提高了 TE板安裝后運行的穩定性，從而提高了整個系統運行的 可靠性。進一步的，所述系統初始化時，控制器接觸器閉合。


圖1是TE板原理框圖2是本發明的測試系統的電路原理圖； 圖3是控制器Bl的原理框圖； 圖4是電源回路測試流程圖； 圖5是負向回檢信號測試流程圖； 圖6是門極觸發測試流程圖； 圖7是低壓觸發測試流程圖； 圖8是高壓觸發測試流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。本發明的系統實施例如下
如圖2所示的一個晶閘管TE板測試系統，包括用于與晶閘管TE板對應連接的一個晶 閘管K、一個控制器擬，及一個高壓測試電路；
一個晶閘管K，其陰極t陽極I門極分別連接高壓處理板的對應端口，且其陰極f接 地；陽極J與TE板的RC取能端此L之間依次串設RC串聯支路與第三繼電器似的常開觸 點；門極與TE板對應的觸發輸出端以之間串設有第四繼電器K的常開觸點；如圖3所示，一個控制器擬，包括處理器單元，AD采樣單元，同步電壓輸入單元，光信號 輸出單元，光信號輸入單元，輔助電源處理單元，開出繼電器控制單元和電壓監視單元；所 述處理器單元控制連接開出繼電器控制單元、光信號輸出單元，輸入連接光信號輸入單元， 通過AD采樣單元輸入連接電壓監視單元，電壓監視單元輸入連接高壓處理板的各電壓測 試端口 認HK)以及晶閘管端電壓，輔助電源處理單元輸入連接分壓變壓器77 二次 側，輸出測試需要的電壓；開出繼電器控制單元控制連接所述第三繼電器U、第四繼電器 K以及第一繼電器W、第二繼電器U的線圈。控制器擬的光信號輸入單元與光信號輸出 單元分別通過光纖連接高壓處理板的光信號回檢端Z/與光信號觸發端忍；
控制器擬的交流輸出端J+與晶閘管陽極J之間依次串設有第二限流電阻擬、第一繼 電器Z/的常閉觸點；
控制器擬的交流接地端 連接晶閘管陰極
控制器擬的觸發測試端G-與高壓處理板的觸發輸出端G+之間串設有第四繼電器權 的常閉觸點；
控制器擬的RC供能端此V與高壓處理板的RC取能端此L之間串設有第三繼電器似 的常閉觸點；
控制器擬連接一個用于人機交互的觸摸屏Χ 7，與控制器擬之間采用串口連接，觸摸 屏ZZ/內置顯示控制器；
一個高壓測試電路，包括一個高壓變壓器A變壓器Γ 二次側之間串聯第一限流電阻 於、第一基準電阻W、第二基準電阻見，第二基準電阻見與第一基準電阻W的串聯點與控 制器擬的基準電壓端之間串設第二繼電器忍的常開觸點，第二基準電阻見的另一端連接 晶閘管陰極t第一基準電阻W的另一端與晶閘管陽極J之間串設第一繼電器Λ7的常開觸 點ο控制器擬的輔助電源處理單元輸入連接一個多抽頭變壓器Tl的二次側，多抽頭 變壓器/7的一次側與母線之間串設有控制器接觸器的常開觸點。高壓變壓器Γ的一 次側與母線之間串設有高壓測試接觸器I的常開觸點。母線上設有斷路器QFl。控制器的直流電源輸入端連接在控制器接觸器的常開觸點之后。本發明的測試方法實施例如下
要進行TE板的測試，需要依次進行電源測試，門極觸發測試，負向回檢信號測試，低壓 觸發測試和高壓觸發(B0D保護觸發)測試，上一步測試成功才進行下一步，各步流程如圖 4-8所示。具體步驟如下
首先，要進行系統初始化，包括控制器接觸器閉合，其他繼電器處于如系統實施 例所述的初始位置。測試中，可以通過觸摸屏工W進行控制與顯示。AD采樣單元采集晶閘 管兩端電壓和高壓處理板的直流電源電壓；觸發測試端用于測量高壓處理板的門極觸 發脈沖；控制器的J+與和端用于向高壓處理板施加測試用交流220V電壓；TPG用于向 高壓處理板AT-提供測試用電壓。a，電源回路測試；
初始化系統，通過控制器擬的輔助電源處理單元，在控制器擬的RC供能端此V與控 制器擬的觸發測試端之間施加交流IlOV電壓；通過控制器擬的AD采樣單元測試高壓 處理板的60V測試端子的輸出電壓，判斷測量值是否在55 V-60 V的合格范圍內，如果不在測量范圍內，則直接判斷TE板不合格。如果在合格范圍內，則由控制器測量TE板IOV測量 端子的輸出電壓。如果IOV電源的測量值在IOV士 IV的范圍內，則可以判定該TE板的電源 回路工作正常。然后，繼續下一步測試。b，負向回檢信號測試；
初始化系統，通過控制器擬的輔助電源處理單元，在控制器擬的RC供能端此V與控 制器擬的28V電壓測試端HK+之間施加直流28V電壓，通過控制器擬在晶閘管兩端A K 施加交流220V電壓。通過控制器擬的光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端忍發送控制編碼 脈沖。通過控制器擬的電壓監視單元監視晶閘管陰極陽極兒f之間交流電壓，當交流電 壓峰值小于-110V時，通過光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端忍發出一個3us 的單脈沖，并通過光信號輸入單元測試能否在40US-60US內收到一個來自高壓處理板光信 號回檢端Z/的脈寬2US-5US的回報光信號脈沖；若能，監視控制器擬的觸發測試端是 否接收到高壓處理板觸發輸出端G+發出的觸發脈沖，若是，則繼續下一步測試。C,門極觸發測試；
初始化系統，通過控制器擬的輔助電源處理單元，在控制器擬的RC供能端此V與控 制器擬的HK端之間施加直流^V電壓，通過控制器擬的交流輸出端在晶閘管兩端Af上 施加交流220V電壓。通過控制器擬的電壓監視單元監視晶閘管兩端64、幻之間交流電壓，當交流電壓 峰值大于190V時，通過光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端忍發出脈寬為!Bus， 間隔IOus的雙脈沖；監視控制器的觸發測試端是否接收到高壓處理板觸發輸出端G+ 發出觸發脈沖，若是，則繼續下一步測試。d，低壓觸發測試；
初始化系統，第三控制繼電器似動作，公共觸頭連接到RC串聯支路；第四控制繼電器 K4動作，公共觸頭連接晶閘管門極；此時，晶閘管RC取能電路工作，門極接到TE板。在控制器擬的交流輸出端扣、K+之間施加交流220V電壓。通過控制器擬的電壓監視單元監視晶閘管陰極陽極兒f之間電壓，當交流電壓峰 值大于190V時，通過光信號輸出電壓向測試TE板的光信號觸發端忍發出脈寬為!Bus，間隔 IOus的雙脈沖；如果晶閘管陰極陽極兒#之間電壓小于導通壓降2. IV，則判定晶閘管低壓 觸發功能正常，繼續下一步測試。e，高壓觸發測試；
初始化系統，閉合高壓接觸器1見第三控制繼電器似動作，公共觸頭連接到RC串聯支 路；第四控制繼電器K動作，公共觸頭連接晶閘管門極；第一繼電器Λ7動作，動觸點連接 到第一基準電阻似繼電器K2動作；此時，晶閘管接入高壓測試電路，控制器Bl只負責監 測。監視晶閘管兩端兒f電壓，當控制器擬通過光信號輸入單元監測到來自高壓處理 板光信號回檢端Z/的回報脈沖時，如果晶閘管兩端A K電壓小于導通壓降2. IV，則判定 高壓觸發功能正常，測試結束。
權利要求
1.一種晶閘管高壓處理板的測試系統，其特征在于，包括用于與晶閘管高壓處理板對 應連接的一個晶閘管ΓΚλ—個控制器07入及一個高壓測試電路一個晶閘管ΓΚΛ其陰極60、陽極64人門極分別用于連接高壓處理板的對應端口，且 其陰極60接地；陽極與高壓處理板的RC取能端之間連接有RC串聯支路，RC取 能端與RC串聯支路之間串設有第三繼電器6TJJ的常開觸點；門極與高壓處理板對 應的觸發輸出端力之間串設有第四繼電器的常開觸點；一個控制器(擬入包括處理器單元，AD采樣單元，同步電壓輸入單元，光信號輸出單 元，光信號輸入單元，輔助電源處理單元，開出繼電器控制單元和電壓監視單元；所述處理 器單元控制連接開出繼電器控制單元、光信號輸出單元，輸入連接光信號輸入單元，通過AD 采樣單元輸入連接電壓監視單元，電壓監視單元輸入連接高壓處理板的各電壓測試端口 (0,10,60, HK)以及晶閘管端電壓，輔助電源處理單元輸入連接分壓變壓器07J 二次側，輸 出測試需要的電壓；開出繼電器控制單元控制連接所述第三繼電器60人第四繼電器 以及第一繼電器07人第二繼電器的線圈；控制器MD的光信號輸入單元與光信號輸出單元分別通過光纖連接高壓處理板的光 信號回檢端07J與光信號觸發端；控制器的交流輸出端力與晶閘管陽極之間串設有第二限流電阻6 入第一 繼電器07J的常閉觸點設在第二限流電阻Γ/Ο與晶閘管陽極之間； 控制器的交流接地端6T力連接晶閘管陰極；控制器(Bi)的觸發測試端(G-)與高壓處理板的觸發輸出端(G+)之間串設有第四繼電 器6TO的常閉觸點；控制器(Bi)的RC供能端(RC+)與高壓處理板的RC取能端(RC-)之間串設有第三繼電 器6T力的常閉觸點；控制器連接一個用于人機交互的輸入輸出設備6Q7J ；一個高壓測試電路，包括一個高壓變壓器變壓器ΓΟ 二次側之間串聯第一限流電 阻OV人第一基準電阻(RH)、第二基準電阻(RL)，第二基準電阻(RL)與第一基準電阻(RH) 的串聯點與控制器MD的基準電壓端之間串設第二繼電器的常開觸點，第二基準電 阻OZJ的另一端連接晶閘管陰極60，第一基準電阻6 的另一端與晶閘管陽極之間 串設第一繼電器07J的常開觸點。
2.根據權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述控制器MD的輔助電源處理單 元輸入連接的變壓器(Tl)是一個多抽頭變壓器，多抽頭變壓器07J的一次側與母線之間 串設有控制器接觸器65 ^的常開觸點。
3.根據權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述高壓變壓器的一次側與母線 之間串設有高壓測試接觸器600的常開觸點。
4.根據權利要求1所述的測試系統，其特征在于，所述輸入輸出設備6Q7J為觸摸屏， 與控制器MD通過串口連接。
5.一種如權利要求1-4所述測試系統的測試方法，其特征在于，步驟如下 a,電源回路測試；初始化系統，通過控制器MD的輔助電源處理單元，在控制器MD的RC供能端 與控制器MD的觸發測試端爾之間施加交流IlOV電壓；測試高壓處理板的電壓測試端電壓是否在合格范圍內，如果合格，繼續下一步測試； b，負向回檢信號測試；初始化系統，通過控制器MD的輔助電源處理單元，在控制器MD的RC供能端 與控制器MD的28V電壓測試端(HK+)之間施加直流28V電壓，在晶閘管兩端64、K)施加 交流220V電壓；通過控制器MD的光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端發送控制編碼 脈沖；通過控制器MD監視晶閘管陰極陽極64、K)之間交流電壓，當交流電壓峰值小 于-110V時，通過光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端發出一個!Bus的單脈 沖，并通過光信號輸入單元測試能否在40US-60US內收到一個來自高壓處理板光信號回檢 端07J的脈寬2US-5US的回報光信號脈沖；若能，監視控制器(擬)的觸發測試端(G-)是否 接收到高壓處理板觸發輸出端力發出的觸發脈沖，若是，則繼續下一步測試； c，門極觸發測試；初始化系統，通過控制器MD的輔助電源處理單元，在控制器MD的RC供能端 與控制器MD的28V電壓測試端之間施加直流28V電壓，在晶閘管兩端64、幻上施加交流 220V電壓；通過控制器的電壓監視單元監視晶閘管陰極陽極64、幻之間交流電壓，當交流電 壓峰值大于190V時，通過光信號輸出單元向高壓處理板的光信號觸發端發出脈寬為 ;3us，間隔IOus的雙脈沖；監視控制器(擬)的觸發測試端(G-)是否接收到高壓處理板觸發 輸出端力發出觸發脈沖，若是，則繼續下一步測試； d，低壓觸發測試；初始化系統，第三控制繼電器O^J動作，公共觸頭連接到RC串聯支路；第四控制繼電 器動作，公共觸頭連接晶閘管門極；在控制器MD的交流輸出端64+、K+)之間施加交流220V電壓； 通過控制器MD的電壓監視單元監視晶閘管陰極陽極64、幻之間電壓，當交流電壓峰 值大于190V時，通過光信號輸出電壓向測試TE板的光信號觸發端發出脈寬為:3us，間 隔IOus的雙脈沖；如果晶閘管陰極陽極64、幻之間電壓小于導通壓降，則判定晶閘管低壓 觸發功能正常，繼續下一步測試； e，高壓觸發測試；初始化系統，閉合高壓接觸器600，第三控制繼電器6TJJ動作，公共觸頭連接到RC串 聯支路；第四控制繼電器6T幻動作，公共觸頭連接晶閘管門極；第一繼電器07J動作，公共 觸點連接到第一基準電阻6 ；第二控制繼電器動作；監測晶閘管兩端64、幻電壓，當控制器通過光信號輸入單元監測到來自高壓處理 板光信號回檢端07J的回報脈沖時，如果晶閘管兩端64、幻電壓小于導通壓降，則判定高 壓觸發功能正常，測試結束。
6.根據權利要求5所述的測試方法，其特征在于，所述系統初始化時，控制器接觸器 (SB3)閉合。
全文摘要
本發明涉及一種晶閘管高壓處理板的測試系統與方法，用以解決現場無法對TE板的各個單元進行完整的功能測試的問題。采用本發明的測試系統，能夠對TE板的各個功能模塊進行檢測，判斷TE板的各項功能是否正確。本發明的測試方法包括TE板的電源測試，門極觸發測試，負向回檢信號測試，低壓觸發測試和高壓觸發(BOD保護觸發)測試，提供了一種方便，可靠，全面的測試方法，提高了TE板安裝后運行的穩定性，從而提高了整個系統運行的可靠性。
文檔編號G01R31/327GK102096037SQ20101059183
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者吉攀攀, 姚為正, 張建, 景兆杰, 王林, 胡四全, 董朝陽, 魏卓 申請人:許繼集團有限公司