CN105652107A - 一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法，包括下述步骤：(1)检验TTM板卡外观，确定TTM板卡无损；(2)TTM板卡电气性能检测；(3)将批量TTM板卡进行环境应力检测进行失效筛选；(4)最终检测TTM板卡电气性能，检出不合格品。通过本方法将存在失效风险的TTM电路板卡筛选出来，采用本发明的可靠性检测方法后TTM板卡在工程应用中的失效率低于0.025％，可靠性非常高。实现大批量TTM筛选过程中的无人值守，从而节约人力，并摒除人为错检、漏检的现象。使用发明中的阻尼回路单元为TTM板卡低压供电，在获得TTM板卡完整外特性基础上，可以大大降低操作人员受电击的风险。

Description

一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法
技术领域
本发明涉及一种高压直流输电领域的监测方法，具体讲涉及一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法。
背景技术
换流阀是直流输电系统的核心设备，触发监测单元(以下简称TTM)负责换流阀晶闸管级的触发与监测工作，其工作的稳定性和可靠性直接关系到直流输电系统能否正常运行。每个特高压直流输电工程需要大量TTM板卡，以±800kV直流输电工程为例，需要8套每个单阀72级晶闸管串联的12脉动换流器，每套换流器需要864块TTM板卡，每块TTM电路板上有多达上千个电子元件，整个工程的TTM电子元件总量超过1千万只，TTM板上无论任何一个电子元件的损坏都会直接导致板卡失效，TTM板卡失效后，会出现晶闸管级故障，在实际工程中，每个单阀的晶闸管级冗余数量小于4级，对于直流输电工程，晶闸管级故障是重要设备受损事件，一旦超过冗余数量，必须跳闸停电检修，经济损失以亿元计算。
针对TTM的可靠性检测方法的研究是目前国内外直流输电技术领域的研究重点，尤其是组成TTM的电子元件的失效机理和筛选方法更是重中之重。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法，通过本方法将存在失效风险的TTM电路板卡筛选出来，从而确保换流阀的整体可靠性。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
(1)检验TTM板卡外观，确定TTM板卡无损；
(2)TTM板卡电气性能检测；
(3)将批量TTM板卡进行环境应力检测进行失效筛选；
(4)最终检测TTM板卡电气性能，检出不合格品。
进一步地，所述步骤(2)中，TTM板卡电气性能检测，确定TTM板卡功能是否正常，电气性能检测包括阻抗检测、短路检测、储能时间检测、低电压触发检测、电流断续检测和晶闸管暂态过程耐受检测。
进一步地，所述步骤(3)中，环境应力检测通过搭建TTM板卡筛选检测平台实现；所述TTM板卡筛选检测平台实时包括实时监测系统、触发回报系统、阻尼回路单元、环境检测系统和供电电源组；所述实时监控系统与触发回报系统连接，所述触发回报系统通过光纤与TTM板卡连接，所述阻尼回路单元通过触发组件与TTM板卡连接；所述供电电源组与阻尼回路单元连接；所述TTM板卡位于环境检测系统内。
进一步地，所述触发回报系统用于与TTM板卡交互通信，并将接收到的信号传送到实时监测系统；所述实时监测系统用于接收触发回报系统传来的TTM板卡状态，并形成日志报文记录；所述阻尼回路单元用于模拟TTM板卡在换流阀中的工作环境，令其在低压供电环境中正常运行并实现全部功能，包括取能、正常发出触发脉冲和正向过电压保护触发；所述环境检测系统用于给被试的TTM板卡施加环境应力；所述供电电源组为TTM板卡筛选检测平台供电。
进一步地，所述环境检测系统包括高低温变温箱。
进一步地，所述阻尼回路单元由串联的电阻和电容组成，所述阻尼回路单元用于TTM板卡模拟取能、晶闸管门极触发负载和直流均压AD采样信号，通过阻尼回路单元使得TTM板卡工作在与工程等效的电路环境下。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1)采用本发明的可靠性检测方法后TTM板卡在工程应用中的失效率低于0.025％，可靠性非常高。
2)采用本方法可以实现大批量TTM筛选过程中的无人值守，从而节约人力，并摒除人为错检、漏检的现象。
3)本发明提供的技术方案，使用发明中的阻尼回路为TTM板卡低压供电，在获得TTM板卡完整外特性基础上，可以大大降低操作人员受电击的风险，大大提高了安全性。
附图说明
图1是本发明提供的环境应力检测平台原理图；
图2是本发明提供的阻尼回路单元原理图；
图3是本发明提供的环境检测箱内部布置正视图；
图4是本发明提供的环境检测箱内部布置侧视图；
图5是本发明提供的TTM板卡的可靠性检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明提供一种针对特高压直流输电工程换流阀TTM板卡的可靠性检测方法，其流程图如图5所示，检测方法包括如下步骤：首先目测检验TTM板卡外观以确保板卡无损，在进行电气性能检测以确定TTM板卡功能正常后，将批量TTM板卡进行环境应力检测进行失效筛选，环境应力检测后进行最终电气性能检测检出不合格品，目测检验TTM外观确保无损。
电气性能检测包括阻抗检测、短路检测、储能时间检测、低电压触发检测、电流断续检测、晶闸管暂态过程耐受检测等项目。
环境应力检测是通过搭建TTM板卡筛选检测平台实现的，筛选检测平台主要由实时监测系统、触发回报系统、阻尼回路单元、环境检测系统、供电电源组成，如图1所示，所述实时监控系统与触发回报系统连接，所述触发回报系统通过光纤与TTM板卡连接，所述阻尼回路单元通过触发组件与TTM板卡连接；所述供电电源组与阻尼回路单元连接；所述TTM板卡位于环境检测系统内。
各部分功能如下：触发回报系统主要用于与TTM板卡进行交互通信，并将接收到的信号传送到实时监测系统；所述触发回报系统包括晶闸管电子板TE；实时监测系统负责接收触发回报系统传来的TTM板卡状态，并形成日志报文记录；实时监测系统包括阀基电子设备VBE；阻尼回路单元用来模拟TTM板卡在换流阀中的工作环境，令其可以在低压供电环境中正常运行并实现全部功能，包括2种方式的取能、正常发出触发脉冲、正向过电压保护触发等；环境检测系统用于给被试TTM板卡施加环境应力。环境检测系统包括高低温快速变温箱，其环境检测箱内部布置正视图和侧视图分别如图3和4所示。
阻尼回路单元：由于TTM板卡的正常运行环境是特高压直流输电换流阀的阻尼回路，工程中TTM的电源供电来自高压回路，电压高达kV量级，对操作人员有生命危险，因而需要设计特殊的阻尼回路满足TTM在低压环境的供电需求。如图2中的低压工频电源施加到每块TTM板卡的阻尼回路，阻尼回路单元由电阻、电容等元件组成，每套阻尼回路均可为TTM模拟取能、晶闸管门极触发负载、直流均压AD采样信号等功能，这样就通过阻尼回路令TTM板卡可以工作在与工程等效的电路环境下，TTM的全部功能就可以在筛选过程中进行循环检测，并可记录到实时监测系统上。
实施例
本发明已经在多个国内特高压直流输电工程中成功应用，根据实际工程量的大小、工期要求和实际设备情况合理配置每批次环境应力检测的板卡数量，通常情况下，采用3个环境检测箱每批次即可以完成全部TTM板卡的失效与筛选检测，同时可以同步进行功能检测和目检。如图3和4所示为TTM板卡在环境检测箱中的布局正视图和侧视图。在批量的TTM板卡群之间设有风道。
采用该方法后，经过统计，本单位产出累计超过4000块TTM板卡，在其出厂后投运前的工程现场检测中没有发现任何一块TTM板卡失效，从而认为，目前的方法可以确保将失效率降低到0.025％以下。
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，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员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 (6)

1.一种直流输电换流阀触发监测单元的可靠性检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)检验TTM板卡外观，确定TTM板卡无损；
(2)检测TTM板卡电气性能；
(3)将批量TTM板卡进行环境应力检测以进行失效筛选；
(4)最终检测TTM板卡电气性能，检出不合格品。
2.如权利要求1所述的可靠性检测方法，其特征在于，所述步骤(2)的TTM板卡电气性能检测，确定TTM板卡功能是否正常，电气性能检测包括阻抗检测、短路检测、储能时间检测、低电压触发检测、电流断续检测和晶闸管暂态过程耐受检测。
3.如权利要求1所述的可靠性检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，环境应力检测通过搭建TTM板卡筛选检测平台实现；所述TTM板卡筛选检测平台实时包括实时监测系统、触发回报系统、阻尼回路单元、环境检测系统和供电电源组；所述实时监控系统与触发回报系统连接，所述触发回报系统通过光纤与TTM板卡连接，所述阻尼回路单元通过触发组件与TTM板卡连接；所述供电电源组与阻尼回路单元连接；所述TTM板卡位于环境检测系统内。
4.如权利要求3所述的可靠性检测方法，其特征在于，所述触发回报系统用于与TTM板卡交互通信，并将接收到的信号传送到实时监测系统；所述实时监测系统用于接收触发回报系统传来的TTM板卡状态，并形成日志报文记录；所述阻尼回路单元用于模拟TTM板卡在换流阀中的工作环境，令其在低压供电环境中正常运行并实现全部功能，包括取能、正常发出触发脉冲和正向过电压保护触发；所述环境检测系统用于给被试的TTM板卡施加环境应力；所述供电电源组为TTM板卡筛选检测平台供电。
5.如权利要求3所述的可靠性检测方法，其特征在于，所述环境检测系统包括高低温变温箱。
6.如权利要求3所述的可靠性检测方法，其特征在于，所述阻尼回路单元由串联的电阻和电容组成，所述阻尼回路单元用于TTM板卡模拟取能、晶闸管门极触发负载和直流均压AD采样信号，通过阻尼回路单元使得TTM板卡工作在与工程等效的电路环境下。
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