【技术实现步骤摘要】
一种非接触式晶闸管工作结温在线检测系统和方法
[0001]本专利技术涉及晶闸管状态检测领域，特别是涉及一种晶闸管工作结温在线结温检测技术。
技术介绍
[0002]自1956年美国贝尔实验室专利技术晶闸管以来，晶闸管一直是电力电子领域中广泛使用的开关器件之一。虽然在高频、中小功率等应用中有很多其他类型的半导体器件(如MOSFET、IGBT等)可供选择，但因晶闸管有高耐压、低损耗、小体积和高可靠性等优点，作为高压开关类器件在电力系统中得到广泛应用，如无功补偿技术中的晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管控制电抗器(TCR)等。特别是近些年来高压直流输电(HVDC)和高压柔性交流输电系统(FACTS)的迅速发展，使得晶闸管器件在高压应用环境中的优势进一步突显。另外，晶闸管器件还应用于高压换流设备，高压变频器等领域。因此，作为高压系统中的核心元件，晶闸管的可靠性关系到系统整体的安全有效运行。晶闸管的结温是决定相关设备能否稳定运行的主要因素，以实际运行工况下的换流阀为例，晶闸管结温每升高10℃，换流阀的故障率就会翻一倍。晶闸管结温的实时监...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统，其特征在于，包括：功率回路单元，与待测晶闸管连接；采样单元，用于采集功率回路单元中的直流母线电流、晶闸管两端电压、晶闸管门极驱动电压以及晶闸管实际工作结温；温控单元，用于调控晶闸管实际运行工况下的环境温度，改变晶闸管实际工作结温；驱动单元，与晶闸管相连，用于驱动晶闸管工作；结温检测单元，用于测量晶闸管门极电流信号，并提取门极电流信号随时间的积分，得到输入晶闸管门极的电荷数；以及在晶闸管由正向导通状态切换至导通状态的瞬态过程中提取门极电流信号的峰值；根据晶闸管门极电流信号、输入晶闸管门极的电荷数、晶闸管由正向导通状态切换至导通状态的瞬态过程中门极电流信号的峰值，并结合采样单元得到的直流母线电流、晶闸管两端电压、晶闸管门极驱动电压，计算得到晶闸管工作结温的估计值。2.根据权利要求1所述的一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统，其特征在于，所述的功率回路单元包括直流电压源、电解电容、放电电阻、辅助二极管、辅助开关管、辅助电感、第一开关和第二开关；所述的直流电压源正极与第一开关一端相连，第一开关另一端与电解电容一端、放电电阻一端、辅助二极管阴极相连，放电电阻另一端与第二开关一端相连，辅助二极管阳极与辅助开关管集电极相连，辅助开关管发射极与晶闸管阳极相连，辅助电感与辅助二极管并联，直流电压源负极与电解电容另一端、第二开关另一端、晶闸管阴极相连。3.根据权利要求1所述的一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统，其特征在于，所述的驱动单元包括晶闸管驱动电路和辅助电源，所述晶闸管驱动电路用于为晶闸管的门极提供驱动电压，以控制其由正向阻断状态转换为导通状态；所述辅助电源用于为驱动电路供电。4.根据权利要求1所述的一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统，其特征在于，所述的结温检测单元内存储有晶闸管工作结温计算模型，所述的晶闸管工作结温计算模型是由晶闸管门极电流信号、输入晶闸管门极的电荷数、晶闸管由正向导通状态切换至导通状态的瞬态过程中门极电流信号的峰值、直流母线电流、晶闸管两端电压、晶闸管门极驱动电压和晶闸管工作结温拟合得到的。5.根据权利要求4所述的一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统，其特征在于，所述的结温检测单元包括晶闸管门极电流测量模块、晶闸管门极输入电荷量检测模块和结温计算模块；所述的晶闸管门极电流测量模块通过罗氏线圈获得晶闸管门极电流关于时间的微分信号，并还原得到门极电流信号；所述的晶闸管门极输入电荷量检测模块利用晶闸管门极电流测量模块提取的晶闸管门级电流关于时间的微分信号，对时间进行积分，得到晶闸管由正向导通状态切换至导通状态的瞬态过程中门极获得的电荷量；所述的结温计算模块，其用于提取晶闸管由正向导通状态切换至导通状态的瞬态过程中门极电流信号的峰值，以及用于根据晶闸管工作结温计算模型来得到晶闸管工作结温。6.根据权利要求5所述的一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统，其特征在于，
所述的晶闸管门极电流测量模块包括罗氏线圈和第一有...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠，杨为，谢佳，胡迪，官玮平，罗皓泽，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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