CN107024647A - 模拟运行工况的tbs整组触发试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，利用试验系统为TBS施加电压模拟其运行工况，通过模拟UPFC故障使TBS触发控制系统发出TBS触发命令，完成触发控制系统与TBS测试回路时间同步，检查TBS晶闸管状态及回报信号，检验TBS触发情况及触发时间，以测试TBS触发性能。该方法简单、实用，为不带电条件下TBS整组触发性能测试提供了有效方法，能够保障UPFC带电系统调试时TBS快速安全防护作用，提高了系统的安全性。

Description

模拟运行工况的TBS整组触发试验方法
技术领域
本发明属于晶闸管触发试验检测技术领域，具体涉及一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法。
背景技术
为保证交流侧故障时，UPFC系统(特别是换流阀类电力电子器件)免受过电压侵害，我国首座UPFC工程——南京西环网UPFC工程中，首次提出将晶闸管旁路开关(Thyristor Typass Switch，TBS)作为快速旁路设备使用。TBS是UPFC最重要的保护性元件之一，安装于串联变压器低压侧，利用TBS的即时动作特性，在UPFC发生故障或交流侧发生严重故障时，TBS瞬时导通，将串联侧交流系统与UPFC系统隔离，是确保设备安全和系统稳定的一道“生命线”。作为新型设备，目前还没有出现TBS试验方法。目前，TBS试验的难题在于，作为“生命线”的TBS在系统调试中担当着不可替代的安全防护功能，需要在此之前对其性能进行验证，而整组触发性试验需在带电条件下进行，即系统调试时才具备试验条件，包括电源和触发脉冲。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，简单、实用，能够实现系统不带电条件下TBS整组触发性能有效测试，能够保障UPFC带电系统调试时TBS快速安全防护作用，提高了系统的安全性，适用于一次设备不带电分系统调试阶段。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)搭建测试系统，所述测试系统包括用于供电的电源模块、TBS触发控制系统、TBS测试回路、安全防护模块；
(2)设置并检验安全防护模块，确认无误后启动；
(3)接入TBS测试回路，用于进行TBS的状态监测、电流和电压回路监测；
(4)在TBS的两端施加电压；
(5)检查TBS测试回路的回报信号，确保TBS两端有压无流，同时利用TBS自带的检测装置，检测TBS中的各个晶闸管，确保TBS中的晶闸管状态正常；
(6)完成TBS触发控制系统与TBS测试回路同步授时，并检查时间同步性；
(7)利用TBS触发控制系统对TBS发出触发命令，并记录触发时间；
(8)利用TBS测试回路监测流经TBS的电流变化，并利用TBS触发控制系统监测触发信号，检测TBS的触发性能及触发时间，并根据检测结果判断TBS整组触发试验是否合格。
进一步地，所述步骤(1)中的TBS触发控制系统的输出端与TBS的输入端相连；所述TBS测试回路包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路与TBS串联，电流采样电路的输出端与TBS触发控制系统的输入端相连；所述电压采样电路与TBS并联，电压采样电路的输出端与TBS触发控制系统的输入端相连；所述安全防护模块用来保证流经TBS的电流值在设定的阈值范围内，且用于在TBS未能按要求导通时，断开与TBS相连的电源模块。
进一步地，所述安全防护模块包括过流保护装置，所述过流保护装置与TBS串联，当流经过流保护装置的电流超过设定阈值时或者晶闸管旁路开关未能按要求导通时，过流保护装置切断电源。
进一步地，所述安全防护模块还包括限流电阻，所述限流电阻与TBS串联。
进一步地，所述步骤(2)具体包括：计算出试验时流经TBS的电流，设定安全防护模块中过流保护装置的安全防护阈值，保证能够准确检测出TBS的异常状态，校毕投入使用。
进一步地，所述步骤(5)中，还包括：当检测出TBS不正常时，对TBS进行故障原因检查，并针对故障原因进行调试消缺，若调试后TBS处于正常状态，则继续对该TBS进行整组触发试验；若调试后TBS仍处于非正常状态，则该判断该TBS整组触发试验不合格。
进一步地，所述步骤(8)的检测TBS的触发性能及触发时间，具体包括：
8.1、检测触发时间，所述触发时间指从TBS触发控制系统发出触发信号至TBS导通的时间，确定触发时间是否在设定的范围内；
8.2、检测导通电流和电压，用于检验TBS的导通阻抗是否满足要求；
8.3、检测TBS中的晶闸管通断状态，当TBS被触发时，TBS中的各晶闸管应保持导通；反之当TBS未被触发时，TBS中的各晶闸管应保持截止。
进一步地，所述步骤(8.2)具体包括：利用与TBS串联的电流采样电路检测导通电流；利用与TBS串联的电压采样电路检测导通电压。
所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，还包括步骤(9)：当检测出TBS的触发性能和触发时间不满足要求时，对TBS进行故障原因检查，并针对故障原因进行调试消缺，若调试后TBS处于正常状态，则继续对该TBS进行整组触发试验；若调试后TBS仍处于非正常状态，则判断该TBS整组触发试验不合格。
进一步地，所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，还包括步骤(10)：当检测出TBS的触发性能和触发时间满足要求，且触发过程中及试验后TBS中各晶闸管状态保持正常时，则判断该TBS整组触发试验合格。
本发明的有益效果：
本发明利用试验装置为TBS施加电压模拟其运行工况，通过模拟UPFC故障使控制保护发出TBS触发命令，完成TBS触发控制系统与TBS测试回路时间同步，检查TBS中晶闸管状态及回报信号，检验TBS触发情况及触发时间，以测试TBS的触发性能。
本发明中的试验方法简单、实用，能够实现系统不带电条件下TBS整组触发性能有效测试，能够保障UPFC带电系统调试时TBS快速安全防护作用，提高了系统的安全性，适用于一次设备不带电分系统调试阶段。
附图说明
图1为TBS中晶闸管组结构图；
图2为本发明的模拟运行工况的TBS整组触发试验方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
本发明的TBS整组触发试验的合格指标包括：触发时间、导通电流和电压、TBS中各个晶闸管的状态；
其中，触发时间指触发控制系统发出触发信号至TBS导通的时间；测试导通电流和电压的目的是：检验TBS的导通阻抗是否满足要求；当TBS被触发时，各晶闸管的状态应保持导通，反之应保持关闭。
一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，包括以下步骤：
(1)搭建测试系统，所述测试系统包括用于供电的电源模块、TBS触发控制系统、TBS测试回路、安全防护模块；
优选地，所述TBS触发控制系统的输出端与TBS的输入端相连，为TBS提供触发信号；
所述TBS测试回路包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路与TBS串联，电流采样电路的输出端与TBS触发控制系统的输入端相连，用来采集流经TBS的电流值(也称为导通电流值)，并将采集到的电流值传送到TBS触发控制系统中；所述电压采样电路与TBS并联，电压采样电路的输出端与TBS触发控制系统的输入端相连，用来采集流经TBS的电压值，并将采集到的电压值传送到TBS触发控制系统中；
所述安全防护模块用来保证流经TBS的电流值在设定的阈值范围内，且用于在TBS未能按要求导通时，断开与TBS相连的电源模块，以保证设备和试验平台安全。
(2)设置并检验安全防护模块，确认无误后启动；
优选地，所述安全防护模块包括过流保护装置，所述过流保护装置与TBS串联，当流经过流保护装置的电流超过设定阈值时，过流保护装置切断电源。所述的过流保护装置可以采用过流保护开关。
更优选地，所述安全防护模块还包括限流电阻，所述限流电阻与TBS串联。
所述步骤(2)具体包括：计算出试验时流经TBS的电流，设定安全防护模块中过流保护装置的安全防护阈值，保证能够准确检测出TBS的异常状态，校毕投入使用。
更具体地：根据TBS测试回路、TBS导通电压及现场试验条件，计算出限流电阻的阻值和过流保护开关的安全防护阈值，当流过过流保护开关的电流超出设定的安全防护阈值时，过流保护开关断开电源；保证准确检测TBS异常状态，校毕投入使用
(3)接入TBS测试回路，用于进行TBS的状态监测、电流和电压回路监测；
(4)在TBS的两端施加电压；
(5)检查TBS测试回路的回报信号，确保TBS两端有压无流，同时利用TBS自带的检测装置，检测TBS中的各个晶闸管，确保TBS中的晶闸管状态正常；
所述步骤(5)中，还包括：当检测出TBS不正常时，对TBS进行故障原因检查(优选采用现有技术中的检查手段)，然后针对故障原因进行调试消缺，若调试后TBS处于正常状态，则继续对该TBS进行整组触发试验；若调试后TBS仍处于非正常状态，则判断该TBS整组触发试验不合格。
(6)完成TBS触发控制系统与TBS测试回路同步授时，并检查时间同步性；
(7)利用TBS触发控制系统对TBS发出触发命令，并记录触发时间；
(8)利用TBS测试回路监测流经TBS的电流变化，并利用TBS触发控制系统监测触发信号，检测TBS的触发性能及触发时间，并根据检测结果判断TBS整组触发试验是否合格。
优选地，所述步骤(8)中的检测TBS的触发性能及触发时间，具体包括：
8.1、检测触发时间，所述触发时间指从TBS触发控制系统发出触发信号至TBS导通的时间，确定触发时间是否在设定的范围内；
8.2、检测导通电流和电压，用于检验TBS的导通阻抗是否满足要求；
8.3、检测TBS中的晶闸管通断状态，当TBS被触发时，TBS中的各晶闸管应保持导通；反之当TBS未被触发时，TBS中的各晶闸管应保持截止。
其中，所述步骤(8.2)具体包括：利用与TBS串联的电流采样电路检测导通电流；利用与TBS串联的电压采样电路检测导通电压。
所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，还包括步骤(9)：当检测出TBS的触发性能和触发时间不满足要求时，对TBS进行故障原因检查，并针对故障原因进行调试消缺若调试后TBS处于正常状态，则继续对该TBS进行整组触发试验；若调试后TBS仍处于非正常状态，则该TBS整组触发试验不合格。
所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，还包括步骤(10)：当检测出TBS的触发性能和触发时间满足要求，且触发过程中及试验后TBS中各晶闸管状态保持正常时，则判断该TBS整组触发试验合格；能够防止触发时，可能由于电力电子器件耐压水平差导致晶闸管损坏。
综上所述：
本发明利用试验装置为TBS施加电压模拟其运行工况，通过模拟UPFC故障使TBS触发控制系统发出TBS触发命令，完成TBS触发控制系统与TBS测试回路时间同步，检查TBS中晶闸管状态及回报信号，检验TBS触发情况及触发时间，以测试TBS的触发性能。
本发明中的试验方法简单、实用，能够实现系统不带电条件下TBS整组触发性能有效测试，能够保障UPFC带电系统调试时TBS快速安全防护作用，提高了系统的安全性，适用于一次设备不带电分系统调试阶段。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)搭建测试系统，所述测试系统包括用于供电的电源模块、TBS触发控制系统、TBS测试回路、安全防护模块；
(2)设置并检验安全防护模块，确认无误后启动；
(3)接入TBS测试回路，用于进行TBS的状态监测、电流和电压回路监测；
(4)在TBS的两端施加电压；
(5)检查TBS测试回路的回报信号，确保TBS两端有压无流，同时利用TBS自带的检测装置，检测TBS中的各个晶闸管，确保TBS中的晶闸管状态正常；
(6)完成TBS触发控制系统与TBS测试回路同步授时，并检查时间同步性；
(7)利用TBS触发控制系统对TBS发出触发命令，并记录触发时间；
(8)利用TBS测试回路监测流经TBS的电流变化，并利用TBS触发控制系统监测触发信号，检测TBS的触发性能及触发时间，并根据检测结果判断TBS整组触发试验是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述步骤(1)中的TBS触发控制系统的输出端与TBS的输入端相连；所述TBS测试回路包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路与TBS串联，电流采样电路的输出端与TBS触发控制系统的输入端相连；所述电压采样电路与TBS并联，电压采样电路的输出端与TBS触发控制系统的输入端相连；所述安全防护模块用来保证流经TBS的电流值在设定的阈值范围内，且用于在TBS未能按要求导通时，断开与TBS相连的电源模块。
3.根据权利要求2所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述安全防护模块包括过流保护装置，所述过流保护装置与TBS串联，当流经过流保护装置的电流超过设定阈值时或者晶闸管旁路开关未能按要求导通时，过流保护装置切断电源。
4.根据权利要求3所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述安全防护模块还包括限流电阻，所述限流电阻与TBS串联。
5.根据权利要求1所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括：计算出试验时流经TBS的电流，设定安全防护模块中过流保护装置的安全防护阈值，保证能够准确检测出TBS的异常状态，校毕投入使用。
6.根据权利要求1所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述步骤(5)中，还包括：当检测出TBS不正常时，对TBS进行故障原因检查，并针对故障原因进行调试消缺，若调试后TBS处于正常状态，则继续对该TBS进行整组触发试验；若调试后TBS仍处于非正常状态，则该判断该TBS整组触发试验不合格。
7.根据权利要求1所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述步骤(8)的检测TBS的触发性能及触发时间，具体包括：
8.1、检测触发时间，所述触发时间指从TBS触发控制系统发出触发信号至TBS导通的时间，确定触发时间是否在设定的范围内；
8.2、检测导通电流和电压，用于检验TBS的导通阻抗是否满足要求；
8.3、检测TBS中的晶闸管通断状态，当TBS被触发时，TBS中的各晶闸管应保持导通；反之当TBS未被触发时，TBS中的各晶闸管应保持截止。
8.根据权利要求7所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于：所述步骤(8.2)具体包括：利用与TBS串联的电流采样电路检测导通电流；利用与TBS串联的电压采样电路检测导通电压。
9.根据权利要求1所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于，还包括步骤(9)：当检测出TBS的触发性能和触发时间不满足要求时，对TBS进行故障原因检查，并针对故障原因进行调试消缺，若调试后TBS处于正常状态，则继续对该TBS进行整组触发试验；若调试后TBS仍处于非正常状态，则判断该TBS整组触发试验不合格。
10.根据权利要求9所述的一种模拟运行工况的TBS整组触发试验方法，其特征在于，还包括步骤(10)：当检测出TBS的触发性能和触发时间满足要求，且触发过程中及试验后TBS中各晶闸管状态保持正常时，则判断该TBS整组触发试验合格。
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