CN103683492B - 一种电力电子设备故障自愈方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电子设备故障自愈方法，它包括功率器件串联电路故障自愈和功率器件并联电路故障自愈：所述功率器件串联电路故障自愈是通过导通旁路导电通道，对故障功率器件实行隔离，所述功率器件并联电路故障自愈：是当功率器件并联电路上的功率器件发生故障时，将所有并联的断路开关全部断开，对故障相隔离停止运行，由此避免次生故障的连锁发生，保证电力电子设备的安全运行，同时将不可预知的突然事故转化为可以预知的计划检修工作。

Description

一种电力电子设备故障自愈方法

技术领域

本发明属于电力设备安全保护技术领域，涉及一种用于防止电力电子设备次生故障，保证其可靠运行的电力电子设备故障自愈方法。

背景技术

电力电子设备是以电力电子器件为主要功能元件的设备，包括换流阀，电子开关和电子交流电力控制器，是电网运行不可缺少的重要设备，而且每一项设备都是一个庞大的系统，在电力电子设备中功率器件数量极其庞大。例如换流阀，它是直流输电工程的核心设备，其通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值往往占换流站成套设备总价的22～25%。换流阀是由数量巨大的功率器件采用多级串联和并联组成，在运行过程中，强大的电压要靠众多的功率器件共同承担，方能保证系统的正常运行，一旦出现非均压状况，则很可能酿成整个环流系统的瘫痪。目前，电力系统在建站过程中虽然采用了冗余设计，并进行了均压处理，但是，一个功率器件串通常由数十个功率器件相互串联构成，运行中一个功率器件出现故障，就会使整个功率器件串停止工作，系统电压即由其它功率器件负担，而设计冗余量往往仅有2-3%，在这种情况下，必然导致功率器件的大面积过载，故而单一元件损坏后就会导致整套设备不能工作，甚至导致多个器件同时损坏，不仅带来极大的维修工作量和长时间的停电，电力企业的经济损失也是难于估量的。迄今为止，这一问题尚未得到较好的解决。

发明内容

为克服已有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电力电子设备故障自愈方法，该方法能够在功率器件故障状态下启动自愈机制，保证电力电子设备的安全运行，预防次生事故的发生，同时能够将不可预知的突然事故转化为可以预知的计划检修工作。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种电力电子设备故障自愈方法，包括功率器件串联电路故障自愈和功率器件并联电路故障自愈：

A.功率器件串联电路故障自愈：与功率器件并联设置旁路导电通道和监测控制机构，当功率器件串联电路上的功率器件发生故障时，由所述监测控制机构控制导通旁路导电通道，对故障功率器件实行隔离，电力电子设备继续运行，并将信号传送至监控中心予以报警，对故障功率器件进行维修；

B.功率器件并联电路故障自愈：与功率器件串联设置多组相互并联的断路开关和监测控制机构，当功率器件并联电路上的功率器件发生故障时，由所述监测控制机构控制所有并联的断路开关全部断开，对故障相隔离停止运行，并将信号传送至监控中心予以报警，对故障功率器件及时维修。

本发明的电力电子设备故障自愈装置，能够下启动自愈机制，避免次生故障的连锁发生，并保证电力电子设备的安全运行，同时能够将不可预知的突然事故转化为可以预知的计划检修工作。

具体实施方式

根据发明人研究，换流阀，电子开关和电子交流电力控制器等电力电子设备，其主要部分是由数量巨大的功率器件先分别通过并联构成功率器件串，然后再分别由多个功率器件串通过相互并联构成三相电流转换控制系统。在这些设备运行过程中，其通过各相电流转换控制单元的电流由各个功率器件平均负担，一旦出现较为严重的非均压状况，则会导致大面积功率器件的过载，造成功率器件的大量毁损和整个设备的瘫痪，不仅维修工作量巨大，导致大面积较长时间的停电，也给电力企业带来严重的经济损失。因此，在进行电力电子设备设计时，一般都要多方面采取均压措施，进行冗余设计。但是，处于经济性考虑，其冗余量通常在2%-3%，而在实际运行中，一个功率器件的损坏，往往会造成一个或多个功率器件串的瘫痪，上述冗余量是远远不能补偿的，强大的电流即由剩余的功率器件来负担，则这些功率器件将严重超载而出现连锁性的毁损。本发明则是根据这类故障发生的连锁性，通过本电力电子设备故障自愈装置对故障功率器件实施单个隔离或单相隔离，由此避免次生故障的连锁发生，利用设备的设计冗余，保证设备的可靠运行，同时将不可预知的突然事故转化为可以预知的计划检修工作。

本发明的电力电子设备故障自愈方法，包括功率器件串联电路故障自愈和功率器件并联电路故障自愈：

A.功率器件串联电路故障自愈：与功率器件并联设置旁路导电通道和监测控制机构，当功率器件串联电路上的功率器件发生故障时，由所述监测控制机构控制导通旁路导电通道，对故障功率器件实行隔离，电力电子设备继续运行，并将信号传送至监控中心予以报警，对故障功率器件进行维修；

B.功率器件并联电路故障自愈：与功率器件串联设置多组相互并联的断路开关和监测控制机构，当功率器件并联电路上的功率器件发生故障时，由所述监测控制机构控制所有并联的断路开关全部断开，对故障相隔离停止运行，并将信号传送至监控中心予以报警，对故障功率器件及时维修。

本发明的实施可采用申请人另案申请的“电力电子设备故障自愈装置”，该装置包括功率器件分别组成的串联电路和并联电路，所述串联电路和并联电路分别设置串联电路故障自愈单元和并联电路故障自愈单元，所述串联电路故障自愈单元包括旁路开关和串联电路监测控制机构，所述旁路开关与所述串联电路上的功能器件并联，所述串联电路监测控制机构与所述旁路开关连接；所述串联电路监测控制机构包括光电隔离开关与之连接的比较器Ⅰ，所述比较器Ⅰ连接有同步触发脉冲器，所述旁路开关通过信号线与所述比较器Ⅰ连接。所述并联电路故障自愈单元包括多组断路开关和并联电路监测控制机构，所述断路开关与所述并联电路串联，所述并联电路监测控制机构与所述断路开关连接。所述并联电路监测控制机构包括多组光电隔离开关与之连接的比较器Ⅱ，所述比较器Ⅱ与同步触发脉冲器连接，所述多组断路开关和比较器Ⅱ相互并联。所述比较器Ⅰ、Ⅱ通过数据总线连接有显示控制器。

该装置在使用过程中，并联于晶闸管的光电隔离开关输出的信号同步于晶闸管的开断工作状态，这一信号与同步触发脉冲器器的输出信号比较，这两个信号如果同步则比较器不输出，如不同步则输出控制命令，令并联于该晶闸管的旁路开关闭合，自动短路掉故障的晶闸管，同时通过总线向显示控制器发出显示该显示控制故障的指示信息。并联于晶闸管匀流电阻两端的光电隔离开关的输出信号同步于晶闸管的开断工作状态，这个信号与同步触发脉冲器的输出信号比较，这两个信号如同步则比较器不输出，如不同步则输出控制命令，令串联于该晶闸管的断路开关断开，自动断开故障的晶闸管串，同时通过总线向显示控制器发出显示该功率器件故障的指示信息。由此实现对故障功率器件或故障相的隔离，避免次生故障的连锁发生，保证电力电子设备的安全运行，并将不可预知的突然事故转化为可以预知的计划检修工作。

Claims (1)

1.一种电力电子设备故障自愈方法，其特征在于：它包括功率器件串联电路故障自愈和功率器件并联电路故障自愈：

A.功率器件串联电路故障自愈：与功率器件并联设置旁路导电通道和监测控制机构，当功率器件串联电路上的功率器件发生故障时，由所述监测控制机构控制导通旁路导电通道，对故障功率器件实行隔离，电力电子设备继续运行，并将信号传送至监控中心予以报警，对故障功率器件进行维修；

B.功率器件并联电路故障自愈：与功率器件串联设置多组相互并联的断路开关和监测控制机构，所述监测控制机构与所述断路开关连接；当功率器件并联电路上的功率器件发生故障时，由所述监测控制机构控制所有并联的断路开关全部断开，对故障相隔离停止运行，并将信号传送至监控中心予以报警，对故障功率器件及时维修。