CN103062030B - 一种高压直流阀冷系统主泵切换装置、方法及主泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压直流阀冷系统主泵切换装置，包括信号产生模块、控制开关、控制器和计数器；信号产生模块在控制开关的控制下，产生一个上升沿信号，控制器将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器，计数器根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数。本发明还公开了一种高压直流阀冷系统主泵系统和一种高压直流阀冷系统主泵切换方法。本发明的技术方案可以实现在高压直流系统不停电检修的情况下，对指定的主泵进行检修维护，消除主泵的故障隐患，同时检修维护后的主泵可以按照自动运行模式运行，成为正在运行的主泵的冗余，提高了直流输电系统运行的可靠性。

Description

一种高压直流阀冷系统主泵切换装置、方法及主泵系统

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电系统的阀冷系统，具体涉及高压直流阀冷系统的主泵切换装置、方法以及一种高压直流阀冷系统的主泵系统。

背景技术

高压直流阀冷系统是高压直流输电工程中最重要的辅助系统，目前换流器采用水冷模式，其正常运行是保证换流阀可靠运行的必要条件，一旦出现故障停止运行，需散热的大功率器件将很快被烧毁，对生产影响很大，它的重要性是显而易见的。主泵又是重中之重，主泵作为高压直流阀冷系统的动力源，其发生故障将造成高压直流输电系统停运，目前为了解决主泵故障的问题，一般采用两个主泵互为冗余，构成一套主泵系统。

该主泵系统包括两种运行模式，包括自动运行模式和手动运行模式。在自动运行模式下，两台主泵互为备份，其切换主要有两种模式，一种是当设定的运行时间到达时，将触发控制器，由控制器控制计数器进行复位，同时控制两台主泵之间进行切换，即设其中一台主泵为第一主泵，另一台主泵为第二主泵，则如果此时第一主泵正在运行，第二主泵处于空闲状态，则计数器在复位后，启动第二主泵运行，而将第一主泵停止运行。第二种模式为故障模式，即当正在运行的第一主泵发生故障时，立即启动第二主泵运行，而将第一主泵停止运行。这种自动运行模式有一个缺点，就是当其中的一个主泵发生异常，而该异常还不足以达到影响设备正常运转时，该主泵可能还会完成正常的切换并运行，但如果不停止运行以进行检修维护，则很有可能会发生故障。但在这种自动运行模式下，又无法手动控制主泵进行切换，即就算此时发现正在运行的主泵有异常，也不能控制切换到另一主泵，从而将产生异常的主泵停止运行以进行检修和维护。

另一种运行模式为手动运行模式，在该运行模式下，控制开关只能选择两台主泵中的一台进行工作，而另一台将不会工作，即两台主泵不会定时切换，也不会在运行主泵发生故障时，切换到另一台主泵。这样容易发生直流闭锁，那么降低了直流可靠性。

而主泵是高速旋转设备(3000转/分)，容易磨损导致故障。就算加强维护，在运行过程难免出现故障，异常更是常有的事。特别是声音异常，短时间运行没有问题，但不宜长时间运行。在直流无法停电检修情况下，切换主泵是最好的选择，但是目前只能手动切换主泵并固定在一个主泵上，容易发生直流闭锁，那么降低了直流可靠性。如果手动切换主泵但不固定在一个主泵上，那么既可以避免在带病设备上运行，又可以提高直流系统可靠性，减少临时停电检修次数，提高直流系统能量可用率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高压直流阀冷系统主泵切换装置，包括信号产生模块、控制开关、控制器和计数器；

信号产生模块：用于产生一个上升沿信号；

控制开关：用于控制信号产生模块产生一个上升沿信号；

控制器：用于将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器；

计数器：用于根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数。

本发明还提供了一种高压直流阀冷系统的主泵系统，包括第一主泵、第二主泵和如前所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，所述高压直流阀冷系统主泵切换装置用于控制第一主泵和第二主泵之间进行切换。

本发明同时提供了一种高压直流阀冷系统主泵切换方法，包括如下步骤：

S1：产生一个上升沿信号；

S2：将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号；

S3：用所述脉冲信号控制计数器进行复位，并控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，同时用所述计数器计数。

本发明的技术方案在系统处于自动运行模式的情况下，通过控制开关控制信号产生模块产生一个上升沿信号，并由控制器将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器；计数器根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数。本发明的技术方案相当于在主泵系统自动运行模式下，通过脉冲信号触发计数器进行了一次定时切换，从而可以切换启动另一台主泵，而使有异常的正在运行的主泵停止运行。由于没有切换主泵系统的运行模式，则主泵还会按照自动运行模式进行定时切换。则当有异常的主泵进行检修和维护后，可以成为正在运行的主泵的冗余。通过本发明的技术方案，可以实现在直流系统不停电检修的情况下，对指定的主泵进行检修维护，消除主泵的故障隐患，同时检修维护后的主泵可以按照自动运行模式运行，成为正在运行的主泵的冗余。提高了系统运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换装置的结构示意图；

图2是本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换装置的一种优先方案的结构示意图；

图3是本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换装置的另一种优先方案的结构示意；

图4是本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换方法的流程图；

图5是本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换方法的一个优选方案的流程图；

图6是本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换方法的另一个优先方案的流程图。

具体实施模式

针对现有技术中高压直流阀冷系统主泵系统要么不能停止进行检修维护，要么不能互为备份，从而降低了系统的可靠性的问题，本发明提供的技术方案在系统处于自动运行模式的情况下，通过控制开关控制信号产生模块产生一个上升沿信号，并由控制器将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器；计数器根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数。本发明的技术方案相当于在主泵系统自动运行模式下，通过脉冲信号触发计数器进行了一次定时切换，从而可以切换启动另一台主泵，而使有异常的正在运行的主泵停止运行。由于没有切换主泵系统的运行模式，则主泵还会按照自动运行模式进行定时切换。则当有异常的主泵进行检修和维护后，可以成为正在运行的主泵的冗余。通过本发明的技术方案，可以实现在直流系统不停电检修的情况下，对指定的主泵进行检修维护，消除主泵的故障隐患，同时检修维护后的主泵可以按照自动运行模式运行，成为正在运行的主泵的冗余。提高了系统运行的可靠性。

以下结合附图对本发明作详细描述。

实施例1：

一种高压直流阀冷系统切换装置，如图1所示，包括信号产生模块2、控制开关1、控制器3和计数器4；

信号产生模块2可以在控制开关1的控制下，产生一个上升沿信号；控制开关1可以是切换按钮，也可以是其他的开关高压直流，通过开关的闭合来控制信号产生模块2产生一个上升沿信号；控制器3将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号，该脉冲信号的宽度为一个控制器3的扫描周期，从而使该脉冲信号只执行一次，并将该脉冲信号发送至计数器4；计数器4根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵5和第二主泵6之间进行切换，并进行计数。

根据控制器3对上升沿信号的计算方法的不同，计数器4有两种控制主泵切换的过程。

第一种方法是当计数器4对周脉冲信号的上升沿信号和下降沿信号都进行计数时(减数)，如计数器4的计数为0，则控制第一主泵5和第二主泵6之间进行切换，并将计数器4的计数计为4(切换周期为2周)；

如计数器4的计数为4，则控制第一主泵5和第二主泵6之间进行切换，并将计数器4的计数计为0(切换周期为2周)。

第二种方法为当计数器4只对周脉冲信号的上升沿进行计数时，如计数器4的计数大于或等于3，则用所述脉冲信号复位计数器4，并切换到第一主泵5运行；

如计数器4的计数小于3，用所述脉冲信号将计数器4置位为3，并切换到第二主泵6运行(切换周期为3周)。

实施例2：

如图2所示，本发明的一种高压直流阀冷系统主泵切换装置的一种优先方案，该方案在实施例1的技术方案的基础上，在控制器后增加了抗干扰模块7。抗干扰模块可设置脉冲信号的时间门限值，当脉冲信号的持续时间不小于所述时间门限值时，将所述脉冲信号发送至计数器，否则，屏蔽所述脉冲信号。

由于电磁干扰或其他原因，造成切换按钮输入回路上产生意外的正脉冲，就会发生主泵误切换，主泵控制混乱。如果是多次干扰，就会造成频繁切换主泵，会损坏主泵，也会造成主水压力偏低，引起高压直流输电系统停运，甚至造成换流阀设备烧毁。由于干扰产生的脉冲都比较短，通过设置时间门限值，如500ms，则当由于意外产生的正脉冲一般不会持续这么长时间，则这些正脉冲产生的脉冲信号将被屏蔽，而当需要产生有用的脉冲时，只需按下切换钮按后并保持500ms不动，该次切换指令才会生效。就是说小于500ms的脉冲无法切换主泵，起到抗干扰作用。500ms定值对大多数干扰都能起作用，该定值可以根据现场需要进行调整。

实施例3：

如图3所示，为本发明的一种高压直流阀冷系统主泵切换装置的另一优选实施方案。其是在实施例1或实施例2的基础上增加防抖模块8。防抖模块8可在实施例1的基础上增加，以提高装置的防抖功能，也可在实施例2的基础上增加。图3为在实施例2的基础上增加后形成的一个最优方案。

当切换按钮按下时，会发生抖动，这可能是由切换按钮本身产生，也可能是由于操作人员手指抖动引起。切换按钮发生抖动时，控制器3短时间内可能得到2个上升沿信号，甚至是更多上升沿信号。那么就会造成主泵短时间内多次切换，频繁启动会损坏主泵，也会造成主水压力偏低，引起高压直流输电系统停运，甚至造成换流阀设备烧毁。

通过在信号产生模块2后增设防抖模块8，在防抖模块8上设置产生上升沿信号的间隔时间门限值，当相邻两个上升沿信号产生的时间间隔小于所述间隔时间门限值时，屏蔽后产生的上升沿信号。通过防抖模块8设置间隔时间门限值，则在间隔时间门限值内的短时间内不管切换按钮抖动多少次或按下多少次，主泵只能切换一次。在控制器3上升沿信号转化为脉冲信号之前，先将上升沿信号扩展为10s的脉冲，那么在这10s内就不会因为抖动再产生上升沿信号那么就只有10s脉冲的上升沿可以转化为扫描周期脉冲，也就是说，这10s内主泵只能切换一次，无论你按了多少。至于这个10s时间，多少合适？时间过长，造成不能迅速实施第二次切换。有时候切换后发现运行主泵情况更差，需要进行第二次切换，考虑到主泵异常较快得到显现，不宜超过20s。时间过短，容易造成抖动或切换过于频繁，主泵启动时间间隔不宜过短，不宜小于5s。所有这个时间在5~20s之间较为合理。

实施例4：

本发明的一种高压直流阀冷系统的主泵系统包括第一主泵、第二主泵和如上述实施例所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，所述阀冷系统主泵切换装置用于控制第一主泵和第二主泵之间进行切换。

通过增设如上实施例所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，可以在主泵系统处于自动运行模式时，通过在控制开关如切换按钮的控制下，由信号产生模块产生一个上升沿信号，并通过控制器将所述上升沿信号转换成宽度为一个控制器扫描周期的脉冲信号，并通过计数器控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数。则该阀冷系统主泵系统可以实现在直流系统不停电检修的情况下，对指定的主泵进行检修维护，消除主泵的故障隐患，同时检修维护后的主泵可以按照自动运行模式运行，成为正在运行的主泵的冗余。提高了系统运行的可靠性。

实施例5：

如图4所示为本发明一种高压直流阀冷系统主泵切换方法，该方法可由实施例1所述的阀冷系统主泵切换装置实施，包括如下步骤：

S1：产生一个上升沿信号；

在控制开关如切换按钮的控制下，信号处理模块产生一个上升沿信号。

S2：将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号；

控制器将上述上升沿信号转化为一个宽度为控制器扫描周期的脉冲信号。

S3：用所述脉冲信号控制计数器进行复位，并控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，同时用所述计数器计数。

实施例6：

如图5所示的一种高压直流阀冷系统主泵切换方法的优选方案中，在实施例5的基础上增加如下步骤：步骤S21：设置时间门限值，当所述脉冲信号的持续时间不小于所述时间门限值时，将所述脉冲信号发送至计数器，否则，屏蔽所述脉冲信号。

设置时间门限值可由实施例2的优选技术方案中的抗干扰模块设置。

由于电磁干扰或其他原因，造成切换按钮输入回路上产生意外的正脉冲，就会发生主泵误切换，主泵控制混乱。如果是多次干扰，就会造成频繁切换主泵，会损坏主泵，也会造成主水压力偏低，引起高压直流输电系统停运，甚至造成换流阀设备烧毁。由于干扰产生的脉冲都比较短，通过设置时间门限值，如500ms，则当由于意外产生的正脉冲一般不会持续这么长时间，则这些正脉冲产生的脉冲信号将被屏蔽，而当需要产生有用的脉冲时，只需按下切换钮按后并保持500ms不动，该次切换指令才会生效。就是说小于500ms的脉冲无法切换主泵，起到抗干扰作用。500ms定值对大多数干扰都能起作用，该定值可以根据现场需要进行调整。

实施例7：

如图6所示的本发明的一种高压直流阀冷系统主泵切换方法的一种优选方案中，在步骤S1之后，还包括步骤S11：设置上升沿信号产生的间隔时间门限值，当相邻两个上升沿信号产生的间隔时间小于所述间隔时间门限值时，屏蔽后产生的上升沿信号。

设置间隔时间门限值可由实施例3中的防抖模块设置。

当切换按钮按下时，会发生抖动，这可能是由切换按钮本身产生，也可能是由于操作人员手指抖动引起。切换按钮发生抖动时，控制器短时间内可能得到2个上升沿信号，甚至是更多上升沿信号。那么就会造成主泵短时间内多次切换，频繁启动会损坏主泵，也会造成主水压力偏低，引起高压直流输电系统停运，甚至造成换流阀设备烧毁。

通过在防抖模块上设置产生上升沿信号的间隔时间门限值，当相邻两个上升沿信号产生的时间间隔小于所述间隔时间门限值时，屏蔽后产生的上升沿信号。通过防抖模块设置间隔时间门限值，则在间隔时间门限值内的短时间内不管切换按钮抖动多少次或按下多少次，主泵只能切换一次。在控制器上升沿信号转化为脉冲信号之前，先将上升沿信号扩展为10s的脉冲，那么在这10s内就不会因为抖动再产生上升沿信号那么就只有10s脉冲的上升沿可以转化为扫描周期脉冲，也就是说，这10s内主泵只能切换一次，无论你按了多少。至于这个10s时间，多少合适？时间过长，造成不能迅速实施第二次切换。有时候切换后发现运行主泵情况更差，需要进行第二次切换，考虑到主泵异常较快得到显现，不宜超过20s。时间过短，容易造成抖动或切换过于频繁，主泵启动时间间隔不宜过短，不宜小于5s。所有这个时间在5~20s之间较为合理。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种高压直流阀冷系统主泵切换装置，其特征在于，包括信号产生模块、控制开关、控制器和计数器；

信号产生模块：用于产生一个上升沿信号；

控制开关：用于控制信号产生模块产生一个上升沿信号；

控制器：用于将所述上升沿信号转化为一个脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器；

计数器：用于根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数；

所述计数器根据脉冲信号进行复位，同时控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并进行计数，具体为：

如计数器的计数为0，则控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并将计数器的计数计为4；

如计数器的计数为4，则控制第一主泵和第二主泵之间进行切换，并将计数器的计数计为0。

2.根据权利要求1所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，其特征在于，还包括抗干扰模块，所述抗干扰模块用于设置脉冲信号的时间门限值，当脉冲信号的持续时间不小于所述时间门限值时，将所述脉冲信号发送至计数器，否则，屏蔽所述脉冲信号。

3.根据权利要求1或2所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，其特征在于，还包括防抖模块，所述防抖模块用于设置产生所述上升沿信号的间隔时间门限值，当相邻两个上升沿信号产生的时间间隔小于所述间隔时间门限值时，屏蔽后产生的上升沿信号。

4.根据权利要求2所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，其特征在于，所述时间门限值为500ms。

5.根据权利要求3所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，其特征在于，所述间隔时间门限值取值为[5s，20s]。

6.根据权利要求5所述的高压直流阀冷系统主泵切换装置，其特征在于，所述间隔时间门限值为10s。