[发明专利]一种晶闸管结温在线监测装置

权利要求书

1.一种晶闸管结温在线监测装置，其特征在于，所述装置包括控制保护系统、就地操作系统、后台系统、水冷系统和智能监测控制机箱；所述控制保护系统、就地操作系统、后台系统均通过通信总线连接智能监测控制机箱，所述水冷系统通过光纤连接智能监测控制机箱；

所述控制保护系统为智能监测控制机箱提供晶闸管的端电压U(t)和流经晶闸管的电流I(t)，同时接收来自于智能监测控制机箱的晶闸管结温T_j；

所述就地操作系统在高压直流输电系统运行前期将晶闸管的物理特性参数传输给智能监测控制机箱；

所述水冷系统将水冷系统的进水温度T_进和出水温度T_出实时传输给智能监测控制机箱；

所述后台系统接收智能监测控制机箱传输的晶闸管结温T_j，实现晶闸管结温T_j的在线监测；

所述智能监测控制机箱包括光电转换模块、矩阵建模模块、耦合运算模块、迭代运算模块和总线通信模块，总线通信模块包括第一总线通信模块、第二总线通信模块、第三总线通信模块；

所述控制保护系统、就地操作系统、水冷系统分别通过第一总线通信模块、第三总线通信模块、光电转换模块连接矩阵建模模块；所述后台系统通过第二总线通信模块连接迭代运算模块；

所述水冷系统过通过光信号将T_进和T_出传输给光电转换模块，所述光电转换模块将光信号转换为电信号，并将电信号传输给矩阵建模模块；

所述控制保护系统通过第一总线通信模块将晶闸管的端电压U(t)和流经晶闸管的电流I(t)传输给矩阵建模模块，所述矩阵建模模块同时将晶闸管结温T_j和判断结果传输给控制保护系统；

所述就地操作系统通过第三总线通信模块将晶闸管的物理特性参数传输给矩阵建模模块，所述矩阵建模模块根据接收的晶闸管的物理特性参数生成晶闸管暂态热阻抗曲线，同时根据接收到来自控制保护系统的晶闸管的端电压U(t)和流经晶闸管的电流I(t)，建立晶闸管结温归算矩阵，并将晶闸管结温归算矩阵同时传递给耦合运算模块和迭代运算模块进行耦合运算和迭代运算，通过耦合运算模块和迭代运算模块的结合，完成对晶闸管结温的模拟计算；迭代运算模块对晶闸管结温进行判断，得到判断结果，同时迭代运算模块将晶闸管结温Tj和判断结果通过第二总线通信模块传输给后台系统；

根据所述晶闸管暂态热阻抗曲线得到晶闸管的热阻抗，有：

其中，Z_thJC(t)为晶闸管的热阻抗，i为晶闸管的物理特性参数代号，i＝1，2，...，N，N为晶闸管的物理特性参数个数，R_i为热阻，t为时间，τ_i为衰减时间系数；

根据Z_thJC(t)得到晶闸管结温T_j，有：

T_j＝P(t)Z_thJC(t)+T_k＝U(t)I(t)Z_thJC(t)+T_k

其中，P(t)为晶闸管的实时功耗；T_k为晶闸管冷却水的平均实时温度，且U(t)表示为：

其中，A、B、C、D均为常数。

2.根据权利要求1所述的晶闸管结温在线监测装置，其特征在于，所述控制保护系统、就地操作系统和后台系统均以eTDM的通信方式与智能监测控制机箱进行通信。

3.根据权利要求1所述的晶闸管结温在线监测装置，其特征在于，所述水冷系统以HDLD的通信方式与智能监测控制机箱进行通信。