【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶闸管测试领域，尤其是涉及一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法和装置。
技术介绍
1、在高压直流输电和晶闸管劣化程度检测领域，换流阀晶闸管的健康状态是主要关注点之一，虽然有一些现有技术提供了晶闸管的健康状态的检测，例如中国专利cn212301719u公开了一种te板及晶闸管模拟检测装置，包括vbe信号发生器、电源、电抗器；所述的电源两极与待检测晶闸管相连接，为其提供交流电源；所述的vbe信号发生器与待检测te板通过光纤进行信号连接。但是其只能在晶闸管问题较为严重时才能发现问题。
2、然而，在高压直流输电领域，对于晶闸管的健康状态要求极高，提供一种可以在早期阶段发现晶闸管存在异常的检测方法是亟需解决解决的问题。
3、对此，一些技术人员提出了在反向恢复期内的暂态脉冲响应特性作为健康状态的重要依据，但是此类现有技术主要是针对晶闸管反向恢复期的电压耐受特性开展，未提供足够的约束，导致测得的数据难以准确反映晶闸管健康状态。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法和装置，通过测量试品晶闸管处于反向恢复期时，在不同的电压等级的脉冲电压下的响应，并基于测量得到的响应提取阻抗特征，与标准的参考值对比的方式来确定试品晶闸管的健康状态，可以提高试品晶闸管故障检测的准确性，并发现存在轻微缺陷的晶闸管，提高检测精准度。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种晶闸管
4、步骤s1：向待检测的试品晶闸管的两端施加正弦半波信号保持试品晶闸管为导通状态；
5、步骤s2：测量试品晶闸管的电流，并基于测得的试品晶闸管的电流，判断试品晶闸管的工作状态；
6、步骤s3：当试品晶闸管处于反向恢复期时，向试品晶闸管的两端施加测试脉冲，并测量品晶闸管的电流和两端电压，计算其阻抗；
7、步骤s4：改变测试脉冲的幅值，并重复步骤s1至s3，得到试品晶闸管的在不同电压的测试脉冲下的阻抗，并绘制阻抗—电压曲线；
8、步骤s5：基于绘制的阻抗—电压曲线，提取阻抗特征，并基于提取的阻抗特征判断试品晶闸管的健康状态。
9、判断试品晶闸管处于反向恢复期的条件为：流过晶闸管的电流生反向时。
10、所述阻抗特征包括阻抗模差值和相位差值，
11、所述步骤s5具体包括：
12、步骤s51：基于绘制的阻抗-电压曲线，将其与同型号晶闸管的参考阻抗-电压曲线比较，计算不同电压的测试脉冲，试品晶闸管的阻抗模和相位关于参考值的差值；
13、步骤s52：基于得到的试品晶闸管的阻抗模和相位关于参考值的差值判断试品晶闸管的健康状态。
14、所述步骤s52具体包括：
15、步骤s521：基于得到的试品晶闸管的阻抗模和相位关于参考值的差值，分别计算对应于各测试脉冲电压的阻抗模变化百分比和相位变化百分比：
16、pzi＝(zm,i-zm0,i)
17、qi＝(qm,i-qm0,i)
18、其中：qi为对应于脉冲电压i的相位变化百分比，qm,i为对应脉冲电压i的试品晶闸管的相位，qm0,i为对应脉冲电压i的相位参考值；
19、步骤s522：判断对应于各测试脉冲电压的阻抗模变化百分比是否均小于第一设定阈值，以及对应于各测试脉冲电压的相位变化百分比是否均小于第二设定阈值，若为是，则输出试品晶闸管的健康状态为正常，反之，则输出试品晶闸管的健康状态为异常。
20、一种实现如上述的测试方法的装置，包括：
21、工频电源模块，连接试品晶闸管，用于生成正弦半波；
22、冲击电源模块，连接试品晶闸管，用于生成测试脉冲；
23、单片机延时系统，与冲击电源模块连接，用于控制冲击电源模块；
24、高通滤波器，设于冲击电源模块和试品晶闸管之间；
25、电压检测探头和电流检测器，所述电压检测探头的输入端分别位于试品晶闸管的两端，输出端连接至单片机延时系统，所述电流检测器与试品晶闸管串联。
26、所述工频电源模块包括第一充电电阻、第一储能电容、放电电感、辅助晶闸管和续流二极管，所述第一充电电阻的一端连接至第一高压直流电源的正极，另一端分别连接第一储能电容的一端和放电电感的一端，所述放电电感的另一端分别连接至辅助晶闸管的正极和续流二极管的负极，所述辅助晶闸管的负极和续流二极管的正极均连接至试品晶闸管的正极，所述第一储能电容分别连接至第一高压直流电源的负极和试品晶闸管的负极。
27、所述冲击电源模块包括第二充电电阻、第二储能电容、第三储能电容、波头电阻和igbt阵列，所述第二充电电阻的一端连接至第二高压直流电源的正极，另一端分别连接至第二储能电容的一端和igbt阵列的正极，所述igbt阵列的负极连接至波头电阻的一端，控制信号输入端连接至单片机延时系统，所述波头电阻的另一端连接至第三储能电容的一端，并通过高通滤波器连接至试品晶闸管的正极，所述第二储能电容的另一端和第三储能电容的另一端均连接至第二高压直流电源的负极，并通过高通滤波器连接至试品晶闸管的负极，所述igbt阵列在单片机延时系统的控制下导通或关断。
28、所述高通滤波器包括滤波电容和滤波电阻，所述滤波电容的一端分别连接波头电阻和第三储能电容的一端，另一端分别连接滤波电阻的一端和试品晶闸管的正极，所述滤波电阻的另一端分别连接至第二高压直流电源的负极和试品晶闸管的负极。
29、所述第三储能电容共设有多个，且所有第三储能电容并联设置，所述冲击电源模块还包括选择开关，所述第三储能电容通过选择开关择一接入。
30、所述波头电阻为可调电阻。
31、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
32、1、通过测量试品晶闸管处于反向恢复期时，在不同的电压等级的脉冲电压下的响应，并基于测量得到的响应提取阻抗特征，与标准的参考值对比的方式来确定试品晶闸管的健康状态，可以提高试品晶闸管故障检测的准确性，并发现存在轻微缺陷的晶闸管，提高检测精准度。
33、2、阻抗特征包括阻抗模差值和相位差值，健康状态的检测准确度更高。
34、3、通过调节冲击电源模块的直流电压源的电压大小，进行放电，得到的高压脉冲信号经过高通滤波器后，能够得到不同幅值的冲击试验电压信号，同时，还可以通过控制单片机延时系统的延时大小来保证冲击电压能够准确作用于晶闸管的反向恢复期，提高测试环节的成功率，从而得到更加准确的反向恢复期的响应数据。
35、4、采用可调电阻作为波头电阻，以及结合多个可以被择一接入的第三储能电容，从而实现了对晶闸管在不同电压台阶下的反向恢复特性测试，从而进一步判断其健康状态。
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1.一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，判断试品晶闸管处于反向恢复期的条件为：流过晶闸管的电流生反向时。
3.根据权利要求1所述的一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，所述阻抗特征包括阻抗模差值和相位差值，
4.根据权利要求3所述的一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，所述步骤S52具体包括：
5.一种实现如权利要求1-4中任一所述的测试方法的装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述工频电源模块包括第一充电电阻、第一储能电容、放电电感、辅助晶闸管和续流二极管，所述第一充电电阻的一端连接至第一高压直流电源的正极，另一端分别连接第一储能电容的一端和放电电感的一端，所述放电电感的另一端分别连接至辅助晶闸管的正极和续流二极管的负极，所述辅助晶闸管的负极和续流二极管的正极均连接至试品晶闸管的正极，所述第一储能电容分别连接至第一高压直流电源的负
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述冲击电源模块包括第二充电电阻、第二储能电容、第三储能电容、波头电阻和IGBT阵列，所述第二充电电阻的一端连接至第二高压直流电源的正极，另一端分别连接至第二储能电容的一端和IGBT阵列的正极，所述IGBT阵列的负极连接至波头电阻的一端，控制信号输入端连接至单片机延时系统，所述波头电阻的另一端连接至第三储能电容的一端，并通过高通滤波器连接至试品晶闸管的正极，所述第二储能电容的另一端和第三储能电容的另一端均连接至第二高压直流电源的负极，并通过高通滤波器连接至试品晶闸管的负极，所述IGBT阵列在单片机延时系统的控制下导通或关断。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高通滤波器包括滤波电容和滤波电阻，所述滤波电容的一端分别连接波头电阻和第三储能电容的一端，另一端分别连接滤波电阻的一端和试品晶闸管的正极，所述滤波电阻的另一端分别连接至第二高压直流电源的负极和试品晶闸管的负极。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三储能电容共设有多个，且所有第三储能电容并联设置，所述冲击电源模块还包括选择开关，所述第三储能电容通过选择开关择一接入。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述波头电阻为可调电阻。
...【技术特征摘要】
1.一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，判断试品晶闸管处于反向恢复期的条件为：流过晶闸管的电流生反向时。
3.根据权利要求1所述的一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，所述阻抗特征包括阻抗模差值和相位差值，
4.根据权利要求3所述的一种晶闸管反向恢复期的暂态脉冲响应特性测试方法，其特征在于，所述步骤s52具体包括：
5.一种实现如权利要求1-4中任一所述的测试方法的装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述工频电源模块包括第一充电电阻、第一储能电容、放电电感、辅助晶闸管和续流二极管，所述第一充电电阻的一端连接至第一高压直流电源的正极，另一端分别连接第一储能电容的一端和放电电感的一端，所述放电电感的另一端分别连接至辅助晶闸管的正极和续流二极管的负极，所述辅助晶闸管的负极和续流二极管的正极均连接至试品晶闸管的正极，所述第一储能电容分别连接至第一高压直流电源的负极和试品晶闸管的负极。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢攀，李峰峰，苏丰，王媚，王长春，黄致远，周兴隆，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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