CN105510730A - 适用于换流阀反向恢复期保护单元rpu的测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置及方法，本发明的测试装置包括阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，阀控信号板用于向待测RPU板施加使其处于反向恢复期保护阶段的使能信号，du/dt脉冲电压信号板用于输出正向du/dt信号以模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压，阀控信号板通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收RPU板发出的触发脉冲信号。本发明通过阀控信号板发送反向恢复期使能信号给待测RPU板，同时在待测RPU板两端通过du/dt脉冲电压信号板施加一定电压幅值的脉冲电压，并利用阀控信号板检测RPU板是否发出触发信号以判断RPU板功能是否正常。本发明的能够快速、准确的实现RPU板的检测，所采用的装置结构简单，易实现。

Description

适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置及方法
技术领域
本发明涉及一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置及方法，属于电力系统高压输电技术领域。
背景技术
在高压直流输电中，反向恢复期保护触发对于光控换流阀乃至整个高压直流输电线路的安全、稳定运行具有十分重要的作用。换流站内的设备故障或一些操作可能导致换流阀关断后很短时间内，在晶闸管两端出线很陡的正向暂态电压，这种暂态正向的高电压如果发生在晶闸管反向恢复期，就可能引起晶闸管损坏，这是由于晶闸管关断过程中，电流从额定值降为零后，由于晶闸管结电容的存在，
RPU反向恢复保护单元(简称RPU板)用于监测处于恢复期的光触发晶闸管阀的正向电压上升速率，如果电压上升率超过允许值，RPU板将输出触发脉冲到被监测的晶闸管阀段，使被监测的晶闸管阀段再次触发导通，从而对晶闸管起到保护作用。RPU板只能在晶闸管反向恢复期起作用，由于RPU板本身没有监视晶闸管是否处于反向恢复期的功能，因此RPU板必需能受外部光使能信号的控制，并把光信号转换为电信号以便控制RPU板的启动，当被检测的晶闸管阀段在反向恢复期正向电压上升率超过n*mV/uS时，RPU板应产生激光触发脉冲，这里m表示单个晶闸管允许的反向恢复期电压上升率，n表示一个RPU板检测的晶闸管数量。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置及方法，以实现对RPU板的自动测试。
本发明为解决上述技术问题提供了一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置，该测试装置包括阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，所述阀控信号板通过其光发射回路连接至待测RPU板的光接收端，用于向待测RPU板施加使其处于反向恢复期保护阶段的使能信号，du/dt脉冲电压信号板的输出端连接至待测RPU板的电源进线端，用于输出正向du/dt信号以模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压，所述阀控信号板还通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收RPU板发出的触发脉冲信号。
所述的测试装置还包括用于为待测RPU板提供工作电源的第一电源模块，该第一电源模块包括隔离电源AC220V和等效均压电容，隔离电源AC220V与等效均压电容串联后连接到待测RPU板的电源端，所述等效均压电容值根据RPU板保护的晶闸管数目选定。
所述阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板的电源由第二电源模块提供，所述的第二电源模块由交流电源和开关电源构成，交流电源经开关电源分别连接至阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，用于为阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板提供工作电压。
本发明还提供了一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，该测试方法包括以下步骤：
1)向待测RPU板发送模拟晶闸管处于反向恢复期的使能信号；
2)在待测RPU板的电源进线端间施加模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压；
3)检测待测RPU板是否发出晶闸管触发脉冲信号，若发出，则说明待测RPU板正常，否则，说明待测RPU板故障。
所述步骤1)中的模拟晶闸管处于反向恢复期的使能信号由阀控信号板产生。
所述步骤2)中模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压由脉冲电压板产生，该脉冲电压板的输出端用于连接至待测RPU板电源进线端子上。
所述步骤3)中RPU板是否发出晶闸管触发脉冲信号的检测由阀控信号板完成，阀控信号板通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收待测RPU板发出的晶闸管触发脉冲信号。
所述待测RPU板的工作电源由第一电源模块提供，第一电源模块包括隔离电源AC220V和等效均压电容，隔离电源AC220V与等效均压电容串联后连接到待测RPU板的电源端，所述等效均压电容值根据RPU板保护的晶闸管数目选定。
所述阀控信号板和脉冲电压信号板的电源由第二电源模块提供，第二电源模块由交流电源和开关电源构成，交流电源经开关电源分别连接至阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，用于为阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板提供工作电压。
本发明的有益效果是:本发明的测试装置采用了低压等效电路，包括阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，阀控信号板用于向待测RPU板施加使其处于反向恢复期保护阶段的使能信号，du/dt脉冲电压信号板用于输出正向du/dt信号以模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压，阀控信号板通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收RPU板发出的触发脉冲信号。本发明通过阀控信号板发送反向恢复期使能信号给待测RPU板，同时在待测RPU板两端通过du/dt脉冲电压信号板施加一定电压幅值的脉冲电压，并利用阀控信号板检测RPU板是否发出触发信号以判断RPU板功能是否正常。本发明的能够快速、准确的实现RPU板的检测，所采用的装置结构简单，易实现。
附图说明
图1是换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置的电路原理图；
图2是光控换流阀RPU电气连接图；
图3是RPU反向恢复期保护动作时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置的实施例
晶闸管进入反向恢复期时，RPU板收到阀控反向恢复期使能信号，启动反向恢复期保护触发电路，如果RPU板采样电路检测到晶闸管两端电压上升率超过允许值，RPU板将发出触发脉冲以保护晶闸管，此时RPU板采样电阻电压为V＝R*C*du/dt，式中R为RPU板采样电阻值，C为均压电容，du/dt为阀段电压上升率。RPU板对光控晶闸管恢复期保护是通过检测光控晶闸管反向恢复期期间的正向电压上升率，如果电压上升率超过允许值，RPU板将发出触发脉冲以保护晶闸管，RPU板的工作电路如图2所示。RPU板本身不具备检测晶闸管是否处于反向恢复期的功能，需要发送使能信号给RPU板，使得RPU板处于反向恢复期保护阶段。
基于上述RPU板的工作原理，本发明提供了一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置，该测试装置采用了低压等效电路，包括阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，所述阀控信号板通过其光发射回路连接至待测RPU板的光接收端，用于向待测RPU板施加使其处于反向恢复期保护阶段的使能信号，du/dt脉冲电压信号板的输出端连接至待测RPU板的，用于输出正向du/dt信号以模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压，所述阀控信号板还通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收RPU板发出的触发脉冲信号。通过阀控信号板发送反向恢复期使能信号给待测RPU板，同时在待测RPU板两端通过du/dt脉冲电压信号板施加一定电压幅值的脉冲电压，并利用阀控信号板检测RPU板是否发出触发信号以判断RPU板功能是否正常。
具体采用的电路结构如图1所示，包括阀控信号板、du/dt脉冲电压信号板、第一电源模块和第二电源模块，阀控信号板上设置有光发射回路和光接收回路，阀控信号板上的光发射回路和光接收回路分别通过相应的光纤连接至待测RPU板的光接收端和光发射端，du/dt脉冲电压信号板的输出端用于连接至待测RPU板的X1和X2端子，RPU板的X1和X2端子为RPU板电源“+”和电源“-”进线端子，为RPU板与换流阀组件的电气接口，RPU板通过X1和X2端子进行交流取能，以及检测换流阀两端电压du/dt上升率是否超过既定值；第一电源模块用于为待测RPU板提供工作电源，包括交流电压源AC220V、隔离变压器T和均压电容C，交流电压源AC220V通过隔离变压器T与等效均压电容C串联，与等效均压电容C串联后连接到待测RPU板的电源端等效均压电容C的值根据RPU板保护的晶闸管数目选定；第二电源模块用于为阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板提供工作电压，本实施例中的第二电源采用开关电源实现，通过该开关电源将，交流电压源AC220V转换为24V直流电，满足阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板的工作需求。隔离变压器输出端串联均压电容连接至RPU板X1和X2端子为RPU板提供工作电源；开关电源为阀控信号板提供工作电源，阀控信号板通过光纤为RPU板提供反向恢复期使能信号，同时通过光纤检测RPU板是否发出触发信号；开关电源为脉冲电压板提供电源，脉冲电压板输出脉冲电压至RPU板X1和X2端子。
该装置的测试过程如下，利用阀控信号板向待测RPU板发送脉宽1.3ms的使能信号，用于RPU板处于反向恢复期保护阶段，同时，利用du/dt脉冲电压信号板在RPU板X1和X2端子间施加脉冲电压，以模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压，RPU板采样电路检测到超过既定电压值的脉冲电压时，立即发出触发信号。
本发明适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法的实施例
向待测RPU板发送模拟晶闸管处于反向恢复期的使能信号；在待测RPU板的X1和X2端子间施加模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压；检测待测RPU板是否发出晶闸管触发脉冲信号，若发出，则说明待测RPU板正常，否则，说明待测RPU板故障。其中模拟晶闸管处于反向恢复期的使能信号由阀控信号板产生，模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压由脉冲电压板产生，该脉冲电压板的输出端用于连接至待测RPU板X1和X2端子上，RPU板是否发出晶闸管触发脉冲信号的检测由阀控信号板完成，阀控信号板通过连接至待测RPU板光发射端，用于接收待测RPU板发出的晶闸管触发脉冲信号。所具体采用的实现电路可参考装置实施例中的图1，具体的实现方式这里不再赘述。

Claims (9)

1.适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置，其特征在于，该测试装置包括阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，所述阀控信号板通过其光发射回路连接至待测RPU板的光接收端，用于向待测RPU板施加使其处于反向恢复期保护阶段的使能信号，du/dt脉冲电压信号板的输出端连接至待测RPU板的电源进线端，用于输出正向du/dt信号以模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压，所述阀控信号板还通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收RPU板发出的触发脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置，其特征在于，所述的测试装置还包括用于为待测RPU板提供工作电源的第一电源模块，该第一电源模块包括隔离电源AC220V和等效均压电容，隔离电源AC220V与等效均压电容串联后连接到待测RPU板的电源端，所述等效均压电容值根据RPU板保护的晶闸管数目选定。
3.根据权利要求2所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试装置，其特征在于，所述阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板的电源由第二电源模块提供，所述的第二电源模块由交流电源和开关电源构成，交流电源经开关电源分别连接至阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，用于为阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板提供工作电压。
4.一种适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，其特征在于，该测试方法包括以下步骤：
1)向待测RPU板发送模拟晶闸管处于反向恢复期的使能信号；
2)在待测RPU板的电源进线端间施加模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压；
3)检测待测RPU板是否发出晶闸管触发脉冲信号，若发出，则说明待测RPU板正常，否则，说明待测RPU板故障。
5.根据权利要求4所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，其特征在于，所述步骤1)中的模拟晶闸管处于反向恢复期的使能信号由阀控信号板产生。
6.根据权利要求4所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，其特征在于，所述步骤2)中模拟晶闸管在反向恢复期出现的正向du/dt电压由脉冲电压板产生，该脉冲电压板的输出端用于连接至待测RPU板电源进线端子上。
7.根据权利要求6所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，其特征在于，所述步骤3)中RPU板是否发出晶闸管触发脉冲信号的检测由阀控信号板完成，阀控信号板通过其光接收回路连接至待测RPU板的光发射端，用于接收待测RPU板发出的晶闸管触发脉冲信号。
8.根据权利要求9所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，其特征在于，所述待测RPU板的工作电源由第一电源模块提供，第一电源模块包括隔离电源AC220V和等效均压电容，隔离电源AC220V与等效均压电容串联后连接到待测RPU板的电源端，所述等效均压电容值根据RPU板保护的晶闸管数目选定。
9.根据权利要求8所述的适用于换流阀反向恢复期保护单元RPU的测试方法，其特征在于，所述阀控信号板和脉冲电压信号板的电源由第二电源模块提供，第二电源模块由交流电源和开关电源构成，交流电源经开关电源分别连接至阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板，用于为阀控信号板和du/dt脉冲电压信号板提供工作电压。
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