CN109669119A - 一种阀基电子设备的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种阀基电子设备的检测系统及方法，包括：测试装置、第一检测装置和第二检测装置，第一、二检测装置均与测试装置通信连接；第一检测装置包括：第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块；第二检测装置包括：第二数字输入口和供电模块；第一检测装置用于与阀基电子设备和阀塔之间的信号传输；第二检测装置接受分光器的触发光信号，以及向阀塔中的晶闸管级供电；测试装置用于控制第一、二检测装置中信号的收发，以及处理信号。本申请能够获取阀基电子设备运行的状态和数据，为分析事故和异常状况提供有效的数据支撑，为直流输电系统的阀基电子设备及阀体设备运行、检修维护、故障分析提供支撑。

Description

一种阀基电子设备的检测系统及方法

技术领域

本申请涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种阀基电子设备的检测系统及方法。

背景技术

在高压直流输电系统中，涉及到的主要设备包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。其中，换流器又称换流阀是换流站的关键设备，其功能是实现整流和逆变。阀基电子设备(VBE，valve base electronices)是连接控制保护系统到换流阀的执行设备，其稳定可靠的工作对换流站的正常运行起着重要的作用。

阀基电子设备的主要功能是根据控制保护系统的命令触发换流阀，实时监测换流阀中晶闸管状态并保护换流阀。高压直流输电系统的正常运行对阀基电子设备的快速性、准确性要求非常高，由于其中存在诸多微秒级的信号要处理，因此对阀基电子设备的软硬件都有很高的要求。目前，由工作人员对阀基电子设备进行巡查检测，当阀基电子设备在运行状态下，发生异常或者故障之后，才能被巡检的工作人员发现。

对于阀基电子设备，不管是在检修时或在出现故障后，都没有相应检测方法和检测设备，因此，难以发现阀基电子设备存在的问题，进而无法分析查找故障的原因。阀基电子设备运行异常影响了直流输电系统的可靠性及送电能力，不利于直流输电系统的运行与维护。

发明内容

本申请提供了一种阀基电子设备的检测系统及方法，以解决现有技术中无法及时、有效的查找阀基电子设备中存在的问题的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种阀基电子设备的检测系统，所述系统包括：测试装置、第一检测装置和第二检测装置，其中：

所述第一检测装置和第二检测装置均与所述测试装置通信连接；

所述第一检测装置包括：第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块，所述第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块均与所述测试装置通信连接；所述第一数字输入口、第一数字输出口以及触发脉冲接口均与阀基电子设备中的CLC接口连接，所述电光转换模块与所述阀基电子设备中的光接收板连接，所述光电转换模块与阀塔中的分光器连接，所述阀塔与所述阀基电子设备连接；

所述第二检测装置包括：第二数字输入口和供电模块，所述第二数字输入口和供电模块均与所述测试装置通信连接，所述第二数字输入口与所述分光器连接，所述供电模块与所述阀塔中的晶闸管级连接；

所述第一检测装置用于与所述阀基电子设备和阀塔之间的信号传输，以及向所述阀塔中的RPU发送使能信号；所述第二检测装置用于接受所述分光器的触发光信号，以及向所述阀塔中的晶闸管级供电；所述测试装置用于控制所述第一检测装置和第二检测装置中信号的接收和发送，以及处理所述第一检测装置和第二检测装置中接收的信号。

可选地，在上述阀基电子设备的检测系统中，所述第一检测装置还包括总线通信模块，所述总线通信模块与所述阀基电子设备中的总线通信口连接，所述总线通信模块用于检测总线通信信号反馈是否正常。

可选地，在上述阀基电子设备的检测系统中，所述供电模块用于向所述阀塔中的晶闸管级提供多种电压波形。

可选地，在上述阀基电子设备的检测系统中，所述第一检测装置用于与所述阀基电子设备和阀塔之间的信号传输，包括：通过所述第一数字输入口接收电流过零信号、阀基电子设备就绪信号以及换流阀跳闸信号；通过所述光电转换模块接收晶闸管电压监测光信号和分配器光信号；通过所述第一数字输出口和触发脉冲接口向阀基电子设备发送指令信号及阀塔外部设备状态信号。

第二方面，本申请实施例公开了一种阀基电子设备的检测方法，利用上述任一所述的阀基电子设备的检测系统，所述方法包括：

测试装置控制第二检测装置向阀塔中的晶闸管级提供电压；

第一检测装置向阀基电子设备发送指令信号及阀塔外部设备状态信号；

所述阀基电子设备与所述阀塔之间进行信号传输，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并进行检测；

所述测试装置根据所述反馈信号，输出所述阀基电子设备的检测结果。

可选地，在上述阀基电子设备的检测方法中，在测试装置控制第二检测装置向阀塔中的晶闸管级提供电压之前，所述测试装置、第一检测装置和第二检测装置均进行自检。

可选地，在上述阀基电子设备的检测方法中，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并重复进行检测三次。

可选地，在上述阀基电子设备的检测方法中，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并进行检测，包括：

所述测试装置记录所述反馈信号，并进行分析；

所述测试装置根据所述反馈信号，输出检测报告，所述检测报告包括：所述阀基电子设备的运行状态和运行数据。

可选地，在上述阀基电子设备的检测方法中，输出所述阀基电子设备的检测结果，包括：

若所述反馈信号正常，则所述测试装置输出的检测报告显示所述阀基电子设备运行正常；

若所述反馈信号异常，则所述测试装置输出的检测报告显示所述阀基电子设备故障。

可选地，在上述阀基电子设备的检测方法中，当检测所述阀塔中不同阀臂的晶闸管级时，所述方法还包括：

所述第一检测装置产生的十二脉动换流阀的触发角均以换流变AC相电压的自然换相点为基准；

所述测试装置采集各阀臂触发脉冲时间间隔，并判断是否与参考值相符；

所述测试装置采集不同触发角参考值下的触发角实测值，并检测触发角实测值的准确度。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种阀基电子设备的检测系统及方法，所述系统包括：测试装置、第一检测装置和第二检测装置，其中：所述第一检测装置和第二检测装置均与所述测试装置通信连接；所述第一检测装置包括：第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块，所述第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块均与所述测试装置通信连接。所述第一数字输入口、第一数字输出口以及触发脉冲接口均与阀基电子设备中的CLC接口连接，所述电光转换模块与所述阀基电子设备中的光接收板连接，所述光电转换模块与阀塔中的分光器连接，所述阀塔与所述阀基电子设备连接。所述第二检测装置包括：第二数字输入口和供电模块，所述第二数字输入口和供电模块均与所述测试装置通信连接，所述第二数字输入口与所述分光器连接，所述供电模块与所述阀塔中的晶闸管级连接。所述第一检测装置用于与所述阀基电子设备和阀塔之间的信号传输，以及向所述阀塔中的RPU发送使能信号，所述第二检测装置用于接受所述分光器的触发光信号，以及向所述阀塔中的晶闸管级供电。所述测试装置用于控制所述第一检测装置和第二检测装置中信号的接收和发送，以及处理所述第一检测装置和第二检测装置中接收的信号。通过测试装置控制第二检测装置向阀塔中的晶闸管级提供电压，使阀塔处于工作状态，然后再让阀基电子设备工作，也就是第一检测装置向阀基电子设备中的晶闸管控制与监测单元发送信号，晶闸管控制与监测单元将信号转换成触发脉冲，触发脉冲通过光发射板或RPU接口板转换为光脉冲，通过光缆送到阀塔中的晶闸管和RPU。阀塔中晶闸管的电压监测板将反馈信号发送给阀基电子设备中的光接收板。测试装置通过第一检测装置获取反馈信号，并进行检测。

综上，本申请通过测试装置、第一检测装置和第二检测装置三者结合，模拟换流站极控系统的运行方式和工作状况。本申请能够获取阀基电子设备运行的状态和数据，为分析事故和异常状况提供有用有效的数据支撑，为直流输电系统的阀基电子设备及阀体设备运行、检修维护、故障分析提供支撑。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种阀基电子设备的检测系统的基本结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种阀基电子设备的检测方法的流程示意图；

附图标记说明：1、测试装置；2、第一检测装置；21、第一数字输入口；22、第一数字输出口；23、触发脉冲接口；24、电光转换模块；25、光电转换模块；26、总线通信模块；3、第二检测装置；31、第二数字输入口；32、供电模块；4、阀基电子设备；41、CLC接口；42、光接收板；43、总线通信口；44、光发射板；5、阀塔；51、分光器；52、晶闸管级；53、RPU；54、电压监测板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种阀基电子设备的检测系统的基本结构示意图。结合图1可得，本申请中的阀基电子设备的检测系统，包括：测试装置1、第一检测装置2和第二检测装置3。具体地，第一检测装置2和第二检测装置3均与测试装置1通信连接；第一检测装置2包括：第一数字输入口21、第一数字输出口22、触发脉冲接口23、电光转换模块24以及光电转换模块25，第一数字输入口21、第一数字输出口22、触发脉冲接口23、电光转换模块24以及光电转换模块25均与测试装置1通信连接。第一数字输入口21、第一数字输出口22以及触发脉冲接口23均与阀基电子设备4中的CLC接口41连接，电光转换模块24与阀基电子设备4中的光接收板42连接，所述光电转换模块25与阀塔5中的分光器51连接，阀塔5与阀基电子设备4连接。

第二检测装置3包括：第二数字输入口31和供电模块32，第二数字输入口31和供电模块32均与测试装置1通信连接，第二数字输入口31与分光器51连接，供电模块32与阀塔5中的晶闸管级52连接。第一检测装置2用于与阀基电子设备4和阀塔5之间的信号传输，以及向阀塔5中的RPU(用于反向恢复期保护的控制单元)53发送使能信号。第二检测装置3用于接受分光器51的触发光信号，即用来检测第一检测装置2发出的触发脉冲经过阀基电子设备4之后是否还准确，第二检测装置3中的供电模块32用于向阀塔5中的晶闸管级52提供多种电压波形。测试装置1用于控制第一检测装置2和第二检测装置3中信号的接收和发送，以及处理第一检测装置2和第二检测装置3中接收的信号。

通过测试装置1控制第二检测装置3向阀塔5中的晶闸管级52提供电压，使阀塔5处于工作状态，然后再让阀基电子设备4工作，也就是第一检测装置2向阀基电子设备4中的晶闸管控制与监测单元(TC&M)发送信号，晶闸管控制与监测单元将信号转换成触发脉冲，触发脉冲通过光发射板44或RPU接口板转换为光脉冲，通过光缆送到阀塔5中的晶闸管和RPU。阀塔5中晶闸管的电压监测板54将反馈信号发送给阀基电子设备4中的光接收板42。测试装置1通过第一检测装置2获取反馈信号，并进行检测，该反馈信号包括：负电压回报信号、正电压回报信号、BOD动作回报信号。比如负电压回报信号脉宽不满足要求导致的电流过零信号延迟，通过对电压监测板54负电压回报信号的监测，查看其脉冲宽度是否符合设计要求。

另外，第一检测装置2还包括总线通信模块26，总线通信模块26与阀基电子设备4中的总线通信口43通过profibus总线连接，用于检测总线通信信号反馈是否正常。

本申请中，第一检测装置2通过所述第一数字输入口接收电流过零信号、阀基电子设备就绪信号以及换流阀跳闸信号；通过所述光电转换模块接收晶闸管电压监测光信号和分配器光信号；通过所述第一数字输出口和触发脉冲接口向阀基电子设备发送指令信号及阀塔外部设备状态信号。指令信号如触发控制信号、换流阀解锁信号，封锁触发脉冲信号等，阀塔外部设备状态信号如欠电压信号、系统有效信号、系统备用信号、旁通有效信号、换流阀主回路合闸信号等电信号。

综上，本申请中，第一检测装置2接受来自阀基电子设备4的信号，并给阀基电子设备4发指令信号，第二检测装置3接受阀塔5中分光器51的触发光信号，并给晶闸管级提供各种工况电压。测试装置通过第一检测装置2向阀基电子设备4发送测试信号，阀基电子设备4根据收到信号，向分光器51发送触发指令等等光信号，测试装置根据第一、二检测装置接收到的光信号判断阀基电子设备是否正常。需要说明的是，本发明除了能验证阀基电子设备的各种功能逻辑，及时发现阀基电子设备的各种异常状态之外，同时还能接受电压监测板54、分光器51发来的反馈信号，这样就可以检测阀基电子设备、阀体分光器等光信号的时序、相位等等性能指标。本申请通过测试装置、第一检测装置和第二检测装置三者结合，模拟换流站极控系统的运行方式和工作状况。本申请能够获取阀基电子设备运行的状态和数据，为分析事故和异常状况提供有用有效的数据支撑，为直流输电系统的阀基电子设备及阀体设备运行、检修维护、故障分析提供支撑。

本发明实施例还提供了一种阀基电子设备的检测方法，参见图2，为本发明实施例提供的一种阀基电子设备的检测方法的流程示意图。由图2所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S01：测试装置控制第二检测装置向阀塔中的晶闸管级提供电压；

步骤S02：第一检测装置向阀基电子设备发送指令信号及阀塔外部设备状态信号；

步骤S03：所述阀基电子设备与所述阀塔之间进行信号传输，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并进行检测；

步骤S04：所述测试装置根据所述反馈信号，输出所述阀基电子设备的检测结果。

在阀基电子设备检测之前，本申请中测试装置、第一检测装置和第二检测装置均进行自检，在自检正常之后，进行阀基电子设备的检测。为了与阀基电子设备中晶闸管检测逻辑保持一致，测试装置通过第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并重复进行检测三次。

本申请中测试装置通过第一检测装置接收阀塔中电压监测板的反馈信号，并进行检测，包括：测试装置记录所述反馈信号，并进行分析；根据所述反馈信号，测试装置输出检测报告，该检测报告包括：阀基电子设备的运行状态和运行数据。若反馈信号正常，则测试装置输出的检测报告显示阀基电子设备运行正常；若反馈信号异常，则所述测试装置输出的检测报告显示所述阀基电子设备故障。

进一步，当检测所述阀塔中不同阀臂的晶闸管级时，所述方法还包括：第一检测装置产生的十二脉动换流阀的触发角均以换流变AC相电压的自然换相点为基准，也就是说，极控系统以Uac的过零点为基准产生Y1阀臂的触发脉冲，延迟60°后产生Y2阀臂触发脉冲，延迟120°产生Y3触发脉冲，依此类推，产生Y4、Y5、Y6的脉冲。对于D型阀组来说，D1的触发脉冲比Y1延迟150°，D2的触发脉冲比Y2延迟150°，依此类推。测试装置采集各阀臂触发脉冲时间间隔，并判断是否与参考值相符；测试装置采集不同触发角参考值下的触发角实测值，并检测触发角实测值的准确度，判断一下该准确度是否满足设计或规程要求。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种阀基电子设备的检测系统，其特征在于，所述系统包括：测试装置、第一检测装置和第二检测装置，其中：

所述第一检测装置和第二检测装置均与所述测试装置通信连接；

所述第一检测装置包括：第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块，所述第一数字输入口、第一数字输出口、触发脉冲接口、电光转换模块以及光电转换模块均与所述测试装置通信连接；所述第一数字输入口、第一数字输出口以及触发脉冲接口均与阀基电子设备中的CLC接口连接，所述电光转换模块与所述阀基电子设备中的光接收板连接，所述光电转换模块与阀塔中的分光器连接，所述阀塔与所述阀基电子设备连接；

所述第二检测装置包括：第二数字输入口和供电模块，所述第二数字输入口和供电模块均与所述测试装置通信连接，所述第二数字输入口与所述分光器连接，所述供电模块与所述阀塔中的晶闸管级连接；

所述第一检测装置用于与所述阀基电子设备和阀塔之间的信号传输，以及向所述阀塔中的RPU发送使能信号；所述第二检测装置用于接受所述分光器的触发光信号，以及向所述阀塔中的晶闸管级供电；所述测试装置用于控制所述第一检测装置和第二检测装置中信号的接收和发送，以及处理所述第一检测装置和第二检测装置中接收的信号。

2.根据权利要求1所述的阀基电子设备的检测系统，其特征在于，所述第一检测装置还包括总线通信模块，所述总线通信模块与所述阀基电子设备中的总线通信口连接，所述总线通信模块用于检测总线通信信号反馈是否正常。

3.根据权利要求1所述的阀基电子设备的检测系统，其特征在于，所述供电模块用于向所述阀塔中的晶闸管级提供多种电压波形。

4.根据权利要求1所述的阀基电子设备的检测系统，其特征在于，所述第一检测装置用于与所述阀基电子设备和阀塔之间的信号传输，包括：通过所述第一数字输入口接收电流过零信号、阀基电子设备就绪信号以及换流阀跳闸信号；通过所述光电转换模块接收晶闸管电压监测光信号和分配器光信号；通过所述第一数字输出口和触发脉冲接口向阀基电子设备发送指令信号及阀塔外部设备状态信号。

5.一种阀基电子设备的检测方法，其特征在于，利用权利要求1至4任一所述的阀基电子设备的检测系统，所述方法包括：

测试装置控制第二检测装置向阀塔中的晶闸管级提供电压；

第一检测装置向阀基电子设备发送指令信号及阀塔外部设备状态信号；

所述阀基电子设备与所述阀塔之间进行信号传输，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并进行检测；

所述测试装置根据所述反馈信号，输出所述阀基电子设备的检测结果。

6.根据权利要求5所述的阀基电子设备的检测方法，其特征在于，在测试装置控制第二检测装置向阀塔中的晶闸管级提供电压之前，所述测试装置、第一检测装置和第二检测装置均进行自检。

7.根据权利要求5所述的阀基电子设备的检测方法，其特征在于，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并重复进行检测三次。

8.根据权利要求5所述的阀基电子设备的检测方法，其特征在于，所述测试装置通过所述第一检测装置接收所述阀塔中电压监测板的反馈信号，并进行检测，包括：

所述测试装置记录所述反馈信号，并进行分析；

所述测试装置根据所述反馈信号，输出检测报告，所述检测报告包括：所述阀基电子设备的运行状态和运行数据。

9.根据权利要求8所述的阀基电子设备的检测方法，其特征在于，输出所述阀基电子设备的检测结果，包括：

若所述反馈信号正常，则所述测试装置输出的检测报告显示所述阀基电子设备运行正常；

若所述反馈信号异常，则所述测试装置输出的检测报告显示所述阀基电子设备故障。

10.根据权利要求5所述的阀基电子设备的检测方法，其特征在于，当检测所述阀塔中不同阀臂的晶闸管级时，所述方法还包括：

所述第一检测装置产生的十二脉动换流阀的触发角均以换流变AC相电压的自然换相点为基准；

所述测试装置采集各阀臂触发脉冲时间间隔，并判断是否与参考值相符；

所述测试装置采集不同触发角参考值下的触发角实测值，并检测触发角实测值的准确度。