CN104698376B - 一种mmc-hvdc子模块旁路开关试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种MMC‑HVDC子模块旁路开关试验装置，所述装置包括接口模块，用于连接旁路开关；主控模块，用于检测旁路开关动作时间；显示模块，用于判定旁路开关动作时间是否合格；电源模块，用于为接口模块、主控模块以及显示模块供电。本发明提供一种MMC‑HVDC子模块旁路开关试验装置，能准确、快速地检测旁路开关的动作时间(合闸时间、弹跳时间和回报时间)，并能给出结论判定该旁路开关是否满足MMC‑HVDC子模块的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置。
背景技术
模块化多电平柔性直流输电系统与传统的直流输电系统不同，其最小单元为组成换流阀的子模块，而旁路开关则是子模块不可缺少的一个关键部件，其主要功能体现在两个方面：一方面是在子模块遭受的过电流超过某一阈值时，触发旁路开关以防止子模块的开关器件遭受过电流而损坏；另一方面是柔性直流换流阀某子模块发生故障后，通过下发闭合旁路开关命令，将该子模块旁路掉，从而切除故障对系统的影响。如果旁路开关不能快速准确进行合闸，则认为该故障子模块属于不受控的子模块。该类故障将增大桥臂之间的环流，从而造成子模块之间的电压不平衡加剧，可能会造成柔性直流换流站的闭锁、停运。因此子模块旁路开关的可靠动作是整个柔性直流输电系统安全运行的保证。
高压大容量柔性直流换流站的子模块数量众多，数量通常达到几千个。而基于半桥型拓扑的每个子模块均安装有一个旁路开关，所以高压大容量柔性直流换流站的旁路开关数量庞大、旁路开关检测任务繁重。旁路开关试验检测环节可能影响到高压大容量柔性直流换流站的投运时间。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置，能准确、快速地检测旁路开关动作时间(合闸时间、弹跳时间和回报时间)，并能给出结论判定旁路开关是否满足MMC-HVDC子模块的需求。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置，所述装置包括
接口模块，用于连接旁路开关；
主控模块，用于检测旁路开关动作时间；
显示模块，用于判定旁路开关动作时间是否合格；和
电源模块，用于为接口模块、主控模块以及显示模块供电。
所述装置通过接口模块中按键触发接口向旁路开关的触发接口下发旁路命令，同时将旁路开关主触点接口信号和回报触点接口信号分别转换为主触点数字波形和回报触点数字波形。
所述主控模块包括主控芯片及外围电路，产生旁路命令的同时，实现旁路开关合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC的检测。
所述主控芯片产生旁路命令，并下发给旁路开关；设t0时刻所述主控芯片的计数器开始计数，通过该计数器同时完成对合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC的检测；
主触点接口信号和回报触点接口信号经过接口模块分别转换为主触点数字波形和回报触点数字波形；主触点数字波形由低电平变为高电平记为弹跳1次，设tn为发生第n次弹跳时计数器的计数值，其中n＝1，2，…，m，m为检测到最大的弹跳次数，设tA为旁路开关的合闸时间，则tA＝t1-t0；tB为旁路开关的弹跳时间，则tB＝tm-t1；
回报触点接口为辅助触点接口，不存在弹跳现象；设tp为回报触点数字波形由低电平变为高电平时计数器的计数值，则回报时间tC＝tp-t0。
所述主控芯片采用FPGA或DSP。
所述显示模块显示旁路开关的合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC，并判定旁路开关动作时间是否合格；具体有：
若同时满足tA<TA、tB<TB、tC<TC，则所述显示模块显示旁路开关合格，其中，TA为旁路开关合闸时间动作阈值，TB为旁路开关弹跳时间动作阈值，TC为旁路开关回报时间动作阈值。
所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。
所述电源模块提供15V直流电给所述接口模块和显示模块，并提供3.3V直流电给所述主控模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置具有智能化特点，能快速测试旁路开关的各项动作时间及是否合格判定的直接显示，且能提高旁路开关试验测试效率，具有可靠性高、便携与易操作等优点。
附图说明
图1是本发明实施例中MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置结构示意图；
图2是本发明实施例中旁路开关试验前屏幕初始状态显示示意图；
图3是本发明实施例中判定合格的屏幕状态显示示意图；
图4是本发明实施例中判定不合格的屏幕状态显示示意图；
图5是本发明实施例中旁路命令、主触点数字波形和回报触点数字波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，本发明提供一种MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置，所述装置包括
接口模块，用于连接旁路开关；
主控模块，用于检测旁路开关动作时间；
显示模块，用于判定旁路开关动作时间是否合格；和
电源模块，用于为接口模块、主控模块以及显示模块供电。
所述装置通过接口模块中按键触发接口向旁路开关的触发接口下发旁路命令，同时将旁路开关主触点接口信号和回报触点接口信号分别转换为主触点数字波形和回报触点数字波形。
所述主控模块包括主控芯片及外围电路，产生旁路命令的同时，实现旁路开关合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC的检测。
所述主控芯片产生旁路命令，并下发给旁路开关；如图5，设t0时刻所述主控芯片的计数器开始计数，通过该计数器同时完成对合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC的检测；
主触点接口信号和回报触点接口信号经过接口模块分别转换为主触点数字波形和回报触点数字波形；主触点数字波形由低电平变为高电平记为弹跳1次，设tn为发生第n次弹跳时计数器的计数值，其中n＝1，2，3；3为检测到最大的弹跳次数，设tA为旁路开关的合闸时间，则tA＝t1-t0；tB为旁路开关的弹跳时间，则tB＝t3-t1；
回报触点接口为辅助触点接口，不存在弹跳现象；设tp为回报触点数字波形由低电平变为高电平时计数器的计数值，则回报时间tC＝tp-t0。
所述主控芯片采用FPGA或DSP。
所述显示模块显示旁路开关的合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC，并判定旁路开关动作时间是否合格；具体有：
若同时满足tA<TA、tB<TB、tC<TC，则所述显示模块显示旁路开关合格(如图3所示)，其中，TA为旁路开关合闸时间动作阈值，TB为旁路开关弹跳时间动作阈值，TC为旁路开关回报时间动作阈值。
反之，若合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC有一项、两项或三项动作时间超过规定的动作阈值时，旁路开关试验装置显示屏则显示不合格的结论(如图4所示)。
所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。
所述电源模块提供15V直流电给所述接口模块和显示模块，并提供3.3V直流电给所述主控模块。
本发明提供的MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置，能准确、快速地检测旁路开关动作时间(合闸时间、弹跳时间和回报时间)，并能给出结论判定旁路开关是否满足高压大容量柔性直流换流阀子模块的需求。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (1)
1.一种MMC-HVDC子模块旁路开关试验装置，其特征在于：所述装置包括
接口模块，用于连接旁路开关；
主控模块，用于检测旁路开关动作时间；
显示模块，用于判定旁路开关动作时间是否合格；和
电源模块，用于为接口模块、主控模块以及显示模块供电；
所述装置通过所述接口模块与旁路开关的触发接口、主触点接口及回报触点接口连接；
所述装置通过接口模块中按键触发接口向旁路开关的触发接口下发旁路命令，同时将旁路开关主触点接口信号和回报触点接口信号分别转换为主触点数字波形和回报触点数字波形；
所述主控模块包括主控芯片及外围电路，产生旁路命令的同时，实现旁路开关合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC的检测；
所述主控芯片产生旁路命令，并下发给旁路开关；设t0时刻所述主控芯片的计数器开始计数，通过该计数器同时完成对合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC的检测；
主触点接口信号和回报触点接口信号经过接口模块分别转换为主触点数字波形和回报触点数字波形；主触点数字波形由低电平变为高电平记为弹跳1次，设tn为发生第n次弹跳时计数器的计数值，其中n＝1，2，…，m，m为检测到最大的弹跳次数，设tA为旁路开关的合闸时间，则tA＝t1-t0；tB为旁路开关的弹跳时间，则tB＝tm-t1；
回报触点接口为辅助触点接口，不存在弹跳现象；设tp为回报触点数字波形由低电平变为高电平时计数器的计数值，则回报时间tC＝tp-t0；
所述主控芯片采用FPGA或DSP；
所述显示模块显示旁路开关的合闸时间tA、弹跳时间tB和回报时间tC，并判定旁路开关动作时间是否合格；具体有：
若同时满足tA<TA、tB<TB、tC<TC，则所述显示模块显示旁路开关合格，其中，TA为旁路开关合闸时间动作阈值，TB为旁路开关弹跳时间动作阈值，TC为旁路开关回报时间动作阈值；
所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏；
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