目前，以晶闸管为代表的电力电子开关装置，如无功补偿装置、有载调压装置和励磁装置等在电力系统中得到了广泛应用。然而，晶闸管在使用当中受运行条件的影响容易出现各种故障，这些故障采用人工检测的方式往往很难发现问题，为了提高装置的可靠性及安全性，除了应对晶闸管采取一些必要的保护措施外，还应加强对晶闸管故障的在线检测与诊断。
1晶闸管可能出现的故障
无功补偿装置在投切电容器的过程中若控制晶闸管导通的时机不当，将会在补偿电路中产生超过20倍额定电流的冲击电流；在关断晶闸管的过程中,晶闸管两端也极易产生过电压；同时，随着工作时间的增加，晶闸管的性能也会变差。由此，晶闸管在运行的过程中可能会出现以下故障：
(1)晶闸管元件故障。晶闸管元件因电压过高使PN结被击穿(短路)，或因电流过大使PN结被烧断(开路)。
(2)晶闸管非全波导通。无功补偿装置由于电路的负载为电力电容器，因此，脉冲控制回路需引入电压、电流作为参考信号晶闸管才能全波导通，否则，如果电流信号发生错误将会使晶闸管非全波导通。
(3)晶闸管缺相导通。在三相无功补偿装置当中，根据各补偿装置的设计不同，需在三相补偿电路上加装2组晶闸管阀("两控三"技术)或3组晶闸管阀。补偿电路晶闸管停止给脉冲后，回路电流过零点截止，此时电容器已充电到电网的峰值电压，因并联于电容的放电电阻数值较大，电压衰减时间较长，有可能出现3组晶闸管阀中某组不导通的情形即晶闸管缺相导通。
晶闸管出现故障时，不仅会影响无功补偿装置的正常运行，还会影响被补偿系统的供电质量。当晶闸管发生PN结被击穿或烧断故障时，对三相补偿电路来说就会有电容器非正常投入到系统中，对系统造成不良影响：①系统出现严重的三相不平衡，影响供电质量；②由于三相不平衡，补偿装置中的数据采集系统在计算系统的无功时出现较大误差；③发生击穿故障时,晶闸管不可控，采用"两控三"技术的补偿装置将向系统注入额外的无功，使系统无功过剩；④晶闸管开路时，补偿装置实际投入系统的无功少于计算应投入的无功，整个装置处于故障运行状态，为了平衡系统的无功缺额，补偿装置会继续增加投入系统的电容器组数，此时，系统无功过剩，补偿装置退出追加的电容器组又回到追加前的故障运行状态，最终形成投切振荡。
在无功补偿装置中，补偿容量一般按容量分组，容量越大的电容器组，由于其放电时间较容量小的电容器组长，因此出现缺相导通的概率就越大，时间也越长。出现缺相导通时，晶闸管的开通时刻无法控制，电容器投入系统时产生的冲击大小具有不可预见性，晶闸管容易受到损害。
晶闸管在非正常情况下导通时，补偿电路会产生比较严重的谐波，引起电容器局部放电击穿，从而缩短了电容器的正常使用寿命。
2硬件设计
晶闸管故障检测和诊断、硬件设计的主要依据是晶闸管发生不同故障时所表现出的特点。硬件电路由晶闸管状态采样、故障分析、报警、显示和记录5部分组成，见图1。
非全波导通故障一般在脉冲控制中电流参考信号回路开路的情况下发生的几率较大，此时晶闸管阀两端检测到的波形见图3，此类故障可以通过检测补偿回路中的电流查出。
检测和诊断是通过硬件电路和故障处理软件配合实现的，硬件电路主要负责状态检测、逻辑判断，无功补偿装置软件部分主要由电气参数采集、故障诊断、保护和电容器投切4部分组成。其中，故障诊断程序每隔一个工频周期就会读取存储器中的各路可控硅故障参数以判断故障类型，并针对不同的故障作出相应的处理。对于击穿故障，程序立即屏蔽开断晶闸管的控制电平信号，并报警，显示故障位置；对于缺相导通故障，一般记录出现次数，发出警告信号，但不退出整个补偿装置；对非全波导通故障，需要屏蔽出现故障的电容器组，显示故障位置，此方法反应故障的速度为20ms，即一个工频周期，比其他保护，如速熔保护要，快很多。
4结论
此种晶闸管故障在线检测与诊断方法实时性、可靠性和灵活性较好，其硬件电路设计简单，CPU直接采用无功补偿装置的控制CPU80C196KC，此方法在零过渡动态无功补偿装置中使用后起到了很好的效果，同时，此方法也适用于其他类型电力电子开关。
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