CN105823950A - 一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置 - Google Patents

一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，包括工频电源单元、阻容测量单元、控制单元、RPU检测单元、数据设置及显示单元、光接收单元，所述晶闸管级包括晶闸管，反向恢复期保护单元，晶闸管阻尼回路，晶闸管电压监控单元，所述工频电源单元、阻容测量单元与晶闸管相连，所述RPU检测单元与RPU相连，所述光接收单元经光纤与TVM相连所述工频电源单元、控制单元、数据显示与设置单元依次连接，本发明换流阀光触发晶闸管级触发、晶闸管导通压降、阻尼参数、RPU保护功能、TVM板监测功能进行检测，解决了光触发换流阀晶闸管级例行试验或者检修时无综合测试设备、需逐项检测的缺点，具有检测效率高、数据记录准确、灵活性强的优点。

Description

一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置。
背景技术
高压直流输电工程的核心设备是高压直流输电换流阀、换流变压器及高压直流控制系统，光触发晶闸管换流阀凭借其独特优势在高压直流输电工程中得到广泛应用，晶闸管级作为最小基本单元，每级包含晶闸管、晶闸管控制单元(thyristorcontrolunit，TCU)和RC阻尼均压回路，其性能直接影响输电系统可靠性。为确保晶闸管级电气特性及其功能正常，在直流输电工程投运前和检修期间，须要对晶闸管级进行测试。然而，传统的方法均需对晶闸管级单元各组成部分逐个进行测量，耗时耗力，而且需要人工记录数据，严重影响出厂前例行试验以及现场检修的效率。开发便携且高效的可用于光触发高压直流输电换流阀晶闸管级阻抗测试的系统势在必行。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明目的在于提供一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，一次性对晶闸管级单元所有组成部分进行测试，测试数据由存储器直接存储，具有检测效率高，数据记录准确的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，包括工频电源单元、阻容测量单元、控制单元、RPU检测单元、数据设置及显示单元和光接收单元；工频电源单元用于为整个检测装置供电，同时为晶闸管级测量提供所需工频正弦电压；阻容测量单元用于检测晶闸管阻尼电路中的电阻和电容值；控制单元用于整个检测装置的时序和逻辑控制；RPU检测单元用于检测晶闸管级中反向恢复期保护单元功能是否正常；数据设置及显示单元用于设置检测结果判别的上限和下限阈值，同时将检测结果显示于检测装置得显示屏上；光接收单元用于接收晶闸管电压监测单元发回的用于判别晶闸管是否正常触发的光信号；晶闸管级单元包括晶闸管、反向恢复期保护单元、晶闸管阻尼回路和晶闸管电压监控单元；所述工频电源单元、阻容测量单元与晶闸管相连，所述RPU检测单元与反向恢复期保护单元相连，所述光接收单元经光纤与晶闸管电压监控单元相连，所述工频电源单元、控制单元、数据显示与设置单元依次连接。
进一步，所述控制单元包括ARM单片机，ARM单片机分别连接有I/O控制模块、外围设备接口电路、存储器和USB接口。
进一步，工频电源单元包括工频变压器、过零检测及控制单元、高压电子开关、继电器、工频电压测量装置和工频电流测量装置；工频变压器与过零检测及控制单元连接，过零检测及控制单元输出与高压电子开关相连接，同时与继电器相连，继电器与晶闸管级相连，工频电压测量单元与晶闸管级两端相连，工频电流测量单元与晶闸管级相串联。
进一步，数据设置及显示单元包括键盘、显示器、警示灯、蓝牙通讯接口；键盘、显示器、警示灯均通过外围设备接口电路与控制单元中ARM单片机相连，蓝牙通讯接口直接与ARM单片机相连。
进一步，阻容测量单元包括高频正弦发生器、滤波电路、D/A转换电路、A/D转换电路、电压采样电路、电流采样电路，阻容参数计算模块；高频正弦发生器输出与D/A转换电路及阻容参数计算模块相连，D/A转换电路经滤波电路与晶闸管级阻尼回路并联，A/D转换电路输入与电压及电流采样电路相连，阻容参数计算模块与A/D转换电路输出相连。
进一步，RPU检测单元包括AC/DC变换电路、高频变压器、过流保护电路；AC/DC变换电路输入与工频变压器相连，输出与高频变压器相连，高频变压器输出经过流保护电路与反向恢复期保护单元相连。
进一步，光接收单元包括光敏二极管、光脉冲探测二极管、光电转换器、CPLD；所述光脉冲探测二极管输入与晶闸管级TVM经光纤相连，输出与光敏二极管相连、光敏二极管输出与光电转换器输入相连，光电装换器输出与CPLD连接。
本发明的有益效果是：
本发明装置包括工频电源单元、阻容测量单元、控制单元、RPU检测单元、数据设置及显示单元和光接收单元；一次性对晶闸管级单元所有组成部分进行测试，测试数据由存储器直接存储，检测装置体积较小，通过软硬件结合的检测方式，集成度高、结构简单、操作方便，可一次性对晶闸管级单元所有组成部分进行测试，测试数据由存储器直接存储，具有检测效率高，数据记录准确的优点。
附图说明
图1：超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级单元检测装置的结构示意图。
图2：控制单元连接关系示意图。
图3：工频电源单元连接关系示意图。
图4：数字显示及控制单元连接关系示意图。
图5：阻容测量单元连接关系示意图。
图6：RPU检测单元连接关系示意图。
图7：光接收单元连接关系示意图。
具体实施方式
下面将对本公开参照附图进行进一步说明。特别声明，以下的描述本质上只是起到了宏观解释和实例说明的作用，绝不对本公开及其应用或使用进行任何限制。除非另外特别说明，否则，在实施例中阐述的部件和步骤的相对布置以及数字表达式和数值并不限制本公开的范围。另外，本领域技术人员已知的技术、方法和装置可能不被详细讨论，但在适当的情况下意在成为说明书的一部分。
如图1所示，本发明的高压直流输电换流阀光触发晶闸管级单元检测装置，包括工频电源单元、阻容测量单元、控制单元、RPU检测单元、数据设置及显示单元、光接收单元，所述晶闸管级单元包括晶闸管，反向恢复期保护单元RPU，晶闸管阻尼回路，晶闸管电压监控单元TVM。
工频电源单元用于为整个检测装置供电，同时为晶闸管级测量提供所需工频正弦电压；
阻容测量单元用于检测晶闸管阻尼电路中的电阻和电容值；
控制单元用于整个检测装置的时序和逻辑控制；
RPU检测单元用于检测晶闸管级中反向恢复期保护单元功能是否正常；
数据设置及显示单元用于设置检测结果判别的上限和下限阈值，同时将检测结果显示于检测装置得显示屏上；
光接收单元用于接收晶闸管电压监测单元发回的用于判别晶闸管是否正常触发的光信号；
所述工频电源单元、阻容测量单元与晶闸管相连，所述RPU检测单元与反向恢复期保护单元RPU相连，所述光接收单元经光纤与晶闸管电压监控单元TVM相连，所述工频电源单元、控制单元、数据显示与设置单元依次连接。
如图2所示，所述控制单元包括ARM单片机，ARM单片机分别连接有I/O控制模块、外围设备接口电路、存储器和USB接口。
如图3所示，工频电源单元包括工频变压器、过零检测及控制单元、高压电子开关、继电器、工频电压测量装置和工频电流测量装置；工频变压器与过零检测及控制单元连接，过零检测及控制单元输出与高压电子开关相连接，同时与继电器相连，继电器与晶闸管级相连，工频电压测量单元与晶闸管级两端相连，工频电流测量单元与晶闸管级相串联。
如图4所示，数据设置及显示单元包括键盘、显示器、警示灯、蓝牙通讯接口；键盘、显示器、警示灯均通过外围设备接口电路与控制单元中ARM单片机相连，蓝牙通讯接口直接与ARM单片机相连。
如图5所示，阻容测量单元包括高频正弦发生器、滤波电路、D/A转换电路、A/D转换电路、电压采样电路、电流采样电路，阻容参数计算模块；高频正弦发生器输出与D/A转换电路及阻容参数计算模块相连，D/A转换电路经滤波电路与晶闸管级阻尼回路并联，A/D转换电路输入与电压及电流采样电路相连，阻容参数计算模块与A/D转换电路输出相连。
如图6所示，RPU检测单元包括AC/DC变换电路、高频变压器、过流保护电路；AC/DC变换电路输入与工频变压器相连，输出与高频变压器相连，高频变压器输出经过流保护电路与反向恢复期保护单元(RPU)相连。
如图7所示，光接收单元包括光敏二极管、光脉冲探测二极管、光电转换器、CPLD；所述光脉冲探测二极管输入与晶闸管级TVM经光纤相连，输出与光敏二极管相连、光敏二极管输出与光电转换器输入相连，光电装换器输出与CPLD连接。
使用时，通过数据设置及显示单元操作启动光触发高压直流输电换流阀晶闸管级单元检测装置，通过工频电源单元，经隔离变压器隔离并升压后，由两根测试电缆连接到换流阀晶闸管级单元的两端，给被测试晶闸管级单元提供工作交流电压；通过向RPU检测单元向RPU发送触发信号，使晶闸管正常导通，并维持导通状态，直至晶闸管过零关断，在导通过程中，测量晶闸管导通时的导通压降，判断晶闸管是否正常；晶闸管触发后，光接收单元接收TVM板反馈回的晶闸管电压信号，检测TVM板功能；阻容测量单元经测试电缆连接至晶闸管两端，控制单元将测试切换至阻容测量测量单元，测量晶闸管阻尼回路参数并通过控制单元保存数据；所有测试完成后，数据设置及显示单元显示检测结果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术条件对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化与修饰，仍均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：包括工频电源单元、阻容测量单元、控制单元、RPU检测单元、数据设置及显示单元和光接收单元；
晶闸管级单元包括晶闸管、反向恢复期保护单元(RPU)、晶闸管阻尼回路和晶闸管电压监控单元(TVM)；
工频电源单元用于为整个检测装置供电，同时为晶闸管级测量提供所需工频正弦电压；
阻容测量单元用于检测晶闸管阻尼电路中的电阻和电容值；
控制单元用于整个检测装置的时序和逻辑控制；
RPU检测单元用于检测晶闸管级中反向恢复期保护单元功能是否正常；
数据设置及显示单元用于设置检测结果判别的上限和下限阈值，同时将检测结果显示于检测装置得显示屏上；
光接收单元用于接收晶闸管电压监测单元发回的用于判别晶闸管是否正常触发的光信号；
所述工频电源单元、阻容测量单元与晶闸管相连，所述RPU检测单元与反向恢复期保护单元(RPU)相连，所述光接收单元经光纤与晶闸管电压监控单元(TVM)相连，所述工频电源单元、控制单元、数据显示与设置单元依次连接。
2.根据权利要求1所述的超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：所述控制单元包括ARM单片机，ARM单片机分别连接有I/O控制模块、外围设备接口电路、存储器和USB接口。
3.根据权利要求1所述的超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：工频电源单元包括工频变压器、过零检测及控制单元、高压电子开关、继电器、工频电压测量装置和工频电流测量装置；工频变压器与过零检测及控制单元连接，过零检测及控制单元输出与高压电子开关相连接，同时与继电器相连，继电器与晶闸管级相连，工频电压测量单元与晶闸管级两端相连，工频电流测量单元与晶闸管级相串联。
4.根据权利要求1所述的超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：数据设置及显示单元包括键盘、显示器、警示灯、蓝牙通讯接口；键盘、显示器、警示灯均通过外围设备接口电路与控制单元中ARM单片机相连，蓝牙通讯接口直接与ARM单片机相连。
5.根据权利要求1所述的超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：阻容测量单元包括高频正弦发生器、滤波电路、D/A转换电路、A/D转换电路、电压采样电路、电流采样电路，阻容参数计算模块；高频正弦发生器输出与D/A转换电路及阻容参数计算模块相连，D/A转换电路经滤波电路与晶闸管级阻尼回路并联，A/D转换电路输入与电压及电流采样电路相连，阻容参数计算模块与A/D转换电路输出相连。
6.根据权利要求1所述的超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：RPU检测单元包括AC/DC变换电路、高频变压器、过流保护电路；AC/DC变换电路输入与工频变压器相连，输出与高频变压器相连，高频变压器输出经过流保护电路与反向恢复期保护单元(RPU)相连。
7.根据权利要求1所述的超、特高压直流输电换流阀光触发晶闸管级检测装置，其特征在于：光接收单元包括光敏二极管、光脉冲探测二极管、光电转换器、CPLD；所述光脉冲探测二极管输入与晶闸管级TVM经光纤相连，输出与光敏二极管相连、光敏二极管输出与光电转换器输入相连，光电装换器输出与CPLD连接。
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