CN104967287A - 一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法，包括以下步骤：(1)通过TVM板检测晶闸管状态，当晶闸管两端电压低压设定负向电压时，向阀控系统VBE发送信号，VBE判断晶闸管处于反向恢复期；(2)当晶闸管处于反向恢复期时，阀控系统VBE向RPU发送一定脉冲宽度的使能信号，驱动RPU检测晶闸管对应阀段的端电压变化率；(3)当RPU检测到电压变化率高于设定电压变化率时，RPU发送设定脉冲宽度的触发脉冲给MSC，使MSC发出光脉冲保护信号给阀控系统VBE；(4)阀控系统VBE生成保护触发状态信号并上送。实现了反向恢复期内保护触发信号的相关状态能实时上送至后台，供运行人员分析，提高了换流站工作的稳定性。

Description

一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法
技术领域
本发明属于高压直流输电领域，具体涉及一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法。
背景技术
高压直流输电在我国得到了广泛应用，换流阀是高压直流输电的核心设备，其稳定可靠运行对整个装置有着至关重要的作用。换流阀的核心元器件是晶闸管，通常单个工程需要数以千计的晶闸管。晶闸管造价高昂，功能重要，因而对晶闸管的保护十分必要。
在高压直流输电中，反向恢复期保护触发对于换流阀乃至整个换流站装置的安全、稳定运行具有十分重要的作用。晶闸管在熄灭过程(即反向恢复过程)中，换流站内的设备故障或一些操作可能导致在晶闸管两端出现很陡的正向暂态电压，这种暂态正向的高电压可能导致局部导通产生局部过热，从而导致晶闸管击穿遭受破坏。这是因为，当晶闸管可靠关断后可承受正向阻断电压，其承受反向恢复期能力很高，而在反向恢复期，由于反向恢复期电荷的存在，晶闸管的反向恢复期承受能力大为降低，一般认为在50V/us左右。为避免这种情况的发生，设置了反向恢复触发保护功能，该功能向晶闸管发触发脉冲使之均匀导通。
目前，国内外高压直流输电工程中换流阀反向恢复保护触发所对应的具体位置和时刻等状态信息都没有上送至后台。若同一时刻某个桥臂的整个单阀同时发生反向恢复保护触发，则有可能产生换相失败，而目前运行人员无法知道产生反向恢复保护触发的具体位置和时刻，不能进行相关问题分析，从而造成排检时间过长，影响换流站工作的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法，用以解决现有技术中的换流阀反向恢复保护触发无法知道位置的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法，包括以下步骤：
(1)通过TVM板检测晶闸管状态，当晶闸管两端电压低压设定负向电压时，向阀控系统VBE发送信号，VBE判断晶闸管处于反向恢复期；
(2)当晶闸管处于反向恢复期时，阀控系统VBE向RPU发送一定脉冲宽度的使能信号，驱动RPU检测晶闸管对应阀段的端电压变化率；
(3)当RPU检测到电压变化率高于设定电压变化率时，RPU发送设定脉冲宽度的触发脉冲给MSC，使MSC发出光脉冲保护信号给阀控系统VBE；
(4)阀控系统VBE生成保护触发状态信号并上送。
在上述步骤(1)之前，还进行如下步骤：阀控系统VBE下发触发光脉冲信号到多模星型耦合器MSC，经过MSC均匀混合后分配到多路光脉冲触发晶闸管，同时预留一路光输出用于返回光脉冲信号到VBE，进而判断光触发回路是否正常。
在上述步骤(4)之前，还进行如下步骤：阀控系统VBE对触发脉冲进行光电转换，判断其脉冲宽度是否为设定值。当脉冲宽度为设定值100V/us时，进行下一步骤。
上述步骤(3)中，所述一定脉冲宽度的使能信号的脉冲宽度为900us。
上述步骤(3)中，所述设定脉冲宽度的触发信号脉冲宽度为10us。
本发明的有益效果是：通过多模星型耦合器MSC对反向恢复保护触发信号进行检测，并将反向恢复保护触发信号上传至阀控系统VBE，VBE接收反向恢复保护触发信号，并对其进行处理，获取反向恢复保护触发动作的具体位置和时刻信息，然后生成保护触发状态信号并送至极控系统，极控系统进一步将其转发至后台供运行人员分析。实现了反向恢复期内保护触发信号的相关状态能实时上送至后台，供运行人员分析，提高了换流站工作的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的原理图；
图2是本发明实施例的流程图；
图3是本发明实施例在正常运行时的逻辑时序图；
图4是本发明实施例有反向恢复保护的逻辑时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，现有的换流阀反向恢复保护触发状态信号上送装置的换流阀组件均包括左右两个阀段，每个阀段的工作原理完全，这里以右阀段为例进行说明。每个阀段的元器件主要包括阀控系统VBE、晶闸管V1～V15、TVM板A1～A15、RPU板A101、均压电容C101以及多模星型耦合器MSC A100，每个MSC对应两排光通道：5个光输入通道(对应“in 12…16”)和16个光输出通道(对应“out 1…16”)。其中，阀控系统VBE控制连接RPU、MSC的光输入通道“in14…16”，RPU的输出端连接MSC的光输入通道“in12、13”，MSC的光输出通道“out 1…15”连接对应的晶闸管V1～V15，MSC的光输出通道“out 16”连接阀控系统VBE。TVM板用于检测晶闸管状态，其连接到阀控系统VBE。
上述阀控系统VBE、晶闸管V1～V15、TVM板A1～A15、RPU板A101、均压电容C101、多模星型耦合器MSC A100及其对应的端子均为现有技术，故不在此重复介绍。
本发明的换流阀反向恢复保护触发状态信号自动上送方法包括以下步骤：
(1)通过TVM板检测晶闸管状态，当晶闸管两端电压低压设定负向电压时，向阀控系统VBE发送信号，VBE判断晶闸管处于反向恢复期。
通过TVM板检测晶闸管状态，当TVM板检测到晶闸管两端电压低于-150V时，发送一个负相电压建立信号给阀控系统VBE，VBE判断晶闸管处于反向恢复期。
(2)当晶闸管处于反向恢复期时，阀控系统VBE向RPU发送一定脉冲宽度的使能信号，驱动RPU检测晶闸管对应阀段的端电压变化率。
当晶闸管处于反向恢复期时，VBE立刻向RPU发送一定脉冲宽度的使能信号，驱动RPU检测晶闸管对应阀段的端电压变化率du/dt。
(3)当RPU检测到的电压变化率高于设定电压变化率时，RPU发送触发脉冲给MSC，使MSC发出光脉冲保护信号给阀控系统VBE。
若RPU检测到电压变化率du/dt超过100V/us，则RPU下发保护触发脉冲分别到MSC，MSC输出光脉冲保护信号去触发全体晶闸管，使得晶体管全部导通。同时，其中一路光脉冲保护信号返回给阀控系统VBE。
(4)阀控系统VBE生成保护触发状态信号并上送。
阀控系统VBE对光脉冲信号进行处理，确定保护触发的具体位置和触发时间，进而生成保护触发状态信号上送至极控系统，进而上送至后台。
在上述实施例中，在步骤(1)之前，还进行如下步骤：阀控系统VBE下发触发光脉冲信号到多模星型耦合器MSC，经过MSC均匀混合后分配到多路光脉冲触发晶闸管，同时预留一路光输出用于返回光脉冲信号到VBE。判断光触发回路是否正常。
在上述实施例中，在上述步骤(4)之前，还进行如下步骤：阀控系统VBE对触发脉冲进行光电转换，判断其脉冲宽度是否为设定值，排除干扰信号。当脉冲宽度为设定值时，进行下一步骤。
在上述实施例中，步骤(3)中，所述一定脉冲宽度的使能信号的脉冲宽度为900us。
在上述实施例中，步骤(3)中，所述设定脉冲宽度的触发信号脉冲宽度为10us。
如图3所示，当装置正常运行时，在t1时刻，极控系统PC给阀控系统VBE下发触发控制信号firing signal，在晶闸管正向电压已建立的情况下，VBE检测firing signal信号的上升沿，并立即下发三路脉宽为10us的触发脉冲firingpulse从光输入通道“in 14、15、16”进入到多模星型耦合器MSC，进过多模星型耦合器MSC均匀混合分配后，从光输出通道输出，其中，光输出通道“out1…15”输出的触发信号去触发晶闸管LTT，剩余一路光输出通道“out16”输出的触发信号返回给阀控系统VBE，同时，TVM板A1～A15将其检测到的晶闸管状态信息以光脉冲信号的形式返回给VBE，供VBE进行相关逻辑运算。在t2时刻，TVM板检测到晶闸管两端的电压低于-150V，TVM板发送一个脉宽为2us的负向电压建立信号给VBE，VBE据此判断晶闸管已开始处于反向恢复期。同时，VBE给RPU一个从此时刻(t2时刻)开始的RPU使能信号，该信号脉宽为900us。
如图4所示，在这900us期间，若RPU检测到的电压变化率du/dt高于设定的电压变化率100V/us，则2路脉宽为10us的保护触发脉冲分别到2个MSC去触发相应的晶闸管，以右阀段为例，RPU下发的保护触发脉冲信号被送到MSC A100光输入通道“in14”，MSC对其进行均匀分配后从光输出通道“out 1…16”发出，光输出通道“out 1…15”所发出的光脉冲保护信号处取法相应的晶闸管，进而实现反向恢复保护功能动作。光输出通道“out16”所发出的光脉冲保护信号返回给阀控系统VBE，且被送到VBE光接收板，不同位置的保护触发信号所对应的光脉冲信号送到不同的光接收板上，通过光接收板的位置就可间接确定保护触发的具体位置。同时，VBE自身的时钟结合GPS会产生精确的时间标志，VBE结合时间标志和保护触发的具体位置生成一条状态信息，然后通过Profibus总线将该状态信息送给极控系统PC，极控系统PC进一步转发至后台供运行人员分析使用。

Claims (5)

1.一种换流阀反向恢复保护触发状态信号上送方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)通过TVM板检测晶闸管状态，当晶闸管两端电压低压设定负向电压时，向阀控系统VBE发送信号，VBE判断晶闸管处于反向恢复期；
(2)当晶闸管处于反向恢复期时，阀控系统VBE向RPU发送一定脉冲宽度的使能信号，驱动RPU检测晶闸管对应阀段的端电压变化率；
(3)当RPU检测到电压变化率高于设定电压变化率时，RPU发送设定脉冲宽度的触发脉冲给MSC，使MSC发出光脉冲保护信号给阀控系统VBE；
(4)阀控系统VBE生成保护触发状态信号并上送。
2.根据权利要求1所述的换流阀反向恢复保护触发状态信号上送方法，其特征在于：在上述步骤(1)之前，还进行如下步骤：阀控系统VBE下发触发光脉冲信号到多模星型耦合器MSC，经过MSC均匀混合后分配到多路光脉冲触发晶闸管，同时预留一路光输出用于返回光脉冲信号到VBE，进而判断光触发回路是否正常。
3.根据权利要求1所述的换流阀反向恢复保护触发状态信号上送方法，其特征在于：在上述步骤(4)之前，还进行如下步骤：阀控系统VBE对触发脉冲进行光电转换，判断其脉冲宽度是否为设定值；当脉冲宽度为设定值100V/us时，进行下一步骤。
4.根据权利要求1所述的换流阀反向恢复保护触发状态信号上送方法，其特征在于：上述步骤(3)中，所述一定脉冲宽度的使能信号的脉冲宽度为900us。
5.根据权利要求1所述的换流阀反向恢复保护触发状态信号上送方法，其特征在于：上述步骤(3)中，所述设定脉冲宽度的触发信号脉冲宽度为10us。
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