CN112415354B - 一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法 - Google Patents

一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，包括如下步骤：获取对换流阀阀组进行检测的检测控制信号；依据检测控制信号，阀控装置通过控制信号控制晶闸管级单元测试装置对晶闸管级单元进行测试；当换流阀阀组测试装置检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的晶闸管级单元触发功能正常；当换流阀阀组测试装置未检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的晶闸管级单元触发功能异常。通过在换流阀阀组侧对晶闸管级单元施加交流电压并对晶闸管级单元两侧的电流进行检测，判断电流在连续预设周期内是否出现正向或反向电流以判断晶闸管级单元的触发功能是否正常，并进一步对换流阀及阀控装置的闭环回路进行检测。

Description

一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法
技术领域
本发明涉及电力设备检测技术领域，特别涉及一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法。
背景技术
柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，其在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，可应用在如海上风电场接入、分布式电源接入、远距离大容量输电和异步联网等领域。柔性直流输电工程能够将可再生能源(风能，太阳能等)接入电网并进行远距离传输，目前国内电压等级较高的柔直工程通常采用双极接线方案，具备双极运行和单极独立运行的能力，相当于两个独立环网，一极发生故障后，通过极控系统，另一极在设备通流能力允许的情况下可以转带故障极功率。当输电系统发生孤岛送端单极闭锁或受端严重故障时，将导致可再生能源功率无法外送，严重时会引发线路和设备损毁，造成巨大经济损失和安全隐患。为了应对可再生能源功能无法外送的状况，可通过电力电子器件将大功率电阻快速投入送端交流系统中将电网聚集的能量进行就地消纳，该方案响应迅速，可行性强，安全性高，已经被安装在如张北±500kV柔直示范工程中。但是，由于应用在柔直输电工程的交流耗能装置需要在检修状态下检测其换流阀及阀控系统组成的闭环回路的功能，因此亟需提出一种对交流耗能换流阀及阀控系统的闭环回路检测方法。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，通过在换流阀阀组侧对晶闸管级单元施加交流电压并对晶闸管级单元两侧的电流进行检测，判断电流在连续预设周期内是否出现正向或反向电流以判断晶闸管级单元的触发功能是否正常，并进一步对换流阀及阀控装置的闭环回路进行检测，提高了交流耗能装置在检修状态下检修的便利性和可靠性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，所述换流阀阀组包括若干个晶闸管级单元，所述晶闸管级单元包括反并联连接的两个晶闸管，所述晶闸管级单元测试装置分别在所述若干个晶闸管级单元两端施加交流电压并获取所述晶闸管级单元的电流信号，包括如下步骤：
获取对换流阀阀组进行检测的检测控制信号；
依据所述检测控制信号，阀控装置通过控制信号控制所述晶闸管级单元测试装置对所述晶闸管级单元进行测试；
当所述换流阀阀组测试装置检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的所述晶闸管级单元触发功能正常；
当所述换流阀阀组测试装置未检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的所述晶闸管级单元触发功能异常。
进一步地，所述阀控装置接收充电信号和解锁信号，其中，所述充电信号为常有效信号，所述解锁信号为周期信号；
所述解锁信号为上升沿时，所述控制信号为双脉冲信号，所述双脉冲信号控制所述晶闸管级单元测试装置对所述晶闸管级单元进行测试。
进一步地，所述解锁信号为下降沿时，所述控制信号为单脉冲信号，所述单脉冲信号控制所述晶闸管级单元发送回检信号至所述阀控装置；
当所述阀控装置接收到所述回检信号时，则所述换流阀阀组与所述阀控装置之间的闭环回路检测功能正常；
当所述阀控装置未接收到所述回检信号时，则所述换流阀阀组与所述阀控装置之间的闭环回路检测功能异常。
进一步地，所述晶闸管级单元发送所述回检信号至所述阀控装置，包括：
所述晶闸管级单元的高电位板接收所述单脉冲信号；
依据所述晶闸管两端电压值，所述高电位板发送所述回检信号至所述阀控装置。
进一步地，所述阀控装置接收到所述回检信号，包括：
接收到所述晶闸管级单元的故障报文或复归报文。
进一步地，所述单脉冲信号的周期为5ms。
进一步地，所述换流阀阀组与所述阀控装置之间的闭环回路检测包括：所述晶闸管级单元回检信号发送功能检测、所述回检信号通路检测和/或所述阀控装置回检信号接收功能检测。
进一步地，所述解锁信号的有效时长和无效时长均大于40ms。
进一步地，所述阀控装置与所述换流阀阀组通过光路连接；
所述控制信号为光信号。
进一步地，所述阀控装置设置有检测开关；
所述检测开关包括：按钮、触摸屏或拨码开关。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过在换流阀阀组侧对晶闸管级单元施加交流电压并对晶闸管级单元两侧的电流进行检测，判断电流在连续预设周期内是否出现正向或反向电流以判断晶闸管级单元的触发功能是否正常，并进一步对换流阀及阀控装置的闭环回路进行检测，保证了检修过程中对换流阀及阀控系统组成的闭环回路的功能检测，提高了交流耗能装置在检修状态下检修的便利性和可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法流程图；
图2是本发明实施例提供的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测信号示意图；
图3是本发明实施例提供的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测信号时域图；
图4是本发明实施例提供的换流阀阀组测试装置逻辑示意图；
图5是本发明实施例提供的回检信号逻辑示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明实施例提供的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法流程图。
图2是本发明实施例提供的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测信号示意图。
图3是本发明实施例提供的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测信号时域图。
请参照图1和图2，本发明实施例提供一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，换流阀阀组包括若干个晶闸管级单元，晶闸管级单元包括反并联连接的两个晶闸管，晶闸管级单元测试装置分别在若干个晶闸管级单元两端施加交流电压并获取晶闸管级单元的电流信号，包括如下步骤：
S100，获取对换流阀阀组进行检测的检测控制信号。
S200，依据检测控制信号，阀控装置通过控制信号控制晶闸管级单元测试装置对晶闸管级单元进行测试。
S300，当换流阀阀组测试装置检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的晶闸管级单元触发功能正常。
S400，当换流阀阀组测试装置未检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的晶闸管级单元触发功能异常。
具体的，阀控装置还接收充电信号和解锁信号。其中，充电信号为常有效信号，解锁信号为周期信号。
具体的，解锁信号的有效时长和无效时长均大于40ms。
在本发明实施例的一个实施方式中，解锁信号为上升沿时，控制信号为双脉冲信号。双脉冲信号控制晶闸管级单元测试装置对晶闸管级单元进行测试。
此外，解锁信号为下降沿时，控制信号为单脉冲信号。单脉冲信号控制晶闸管级单元发送回检信号至阀控装置。当阀控装置接收到回检信号时，则换流阀阀组与阀控装置之间的闭环回路检测功能正常；当阀控装置未接收到回检信号时，则换流阀阀组与阀控装置之间的闭环回路检测功能异常。
其中，单脉冲信号的周期为5ms。
具体的，晶闸管级单元发送回检信号至阀控装置，包括：晶闸管级单元的高电位板接收单脉冲信号；依据晶闸管两端电压值，高电位板发送回检信号至阀控装置。
更进一步地，阀控装置接收到回检信号，包括：接收到晶闸管级单元的故障报文或复归报文。
具体的，换流阀阀组与阀控装置之间的闭环回路检测包括：晶闸管级单元回检信号发送功能检测、回检信号通路检测和/或阀控装置回检信号接收功能检测。
请参照图2，阀控装置在检修信号有效时，进入检修模式。此时，当充电信号和解锁信号同时有效时，阀控装置下发触发信号至换流阀阀组中若干个晶闸管级单元的正向和反向的晶闸管级高电位板，高电位板根据晶闸管两端电压触发晶闸管；当充电信号有效且解锁信号无效时，阀控装置下发检测脉冲信号至换流阀阀组中若干个晶闸管级单元的正向和反向的晶闸管级高电位板，高电位板根据晶闸管两端电压发送回检信号至阀控设备。
请参照图3，检修模式信号有效后，阀控装置根据内置控制信号进行工作。其中，充电信号为常有效信号，解锁信号为周期信号。单个周期中，解锁信号的有效时长T1，无效时长T2，其中T1、T2均大于40ms。在解锁信号上升沿后，阀控装置下发触发脉冲(双脉冲)，解锁信号下降沿下发单脉冲。在此期间，当晶闸管两端正向电压建立后，高电位板触发晶闸管，使其导通。换流阀阀组测试装置输出的交流电压驱动，晶闸管两端的电压波形如图3中通道5所示，换流阀阀组测试装置采集的电流信号如图3中通道7所示。
此外，阀控装置在充电信号有效且解锁信号无效区间内，下发周期5ms的检测脉冲(单脉冲)。高电位板根据晶闸管两端的正向或反向电压发送回检信号至阀控设备。
图4是本发明实施例提供的换流阀阀组测试装置逻辑示意图。
请参照图4，换流阀阀组测试装置根据采集到的电流信号判断被测晶闸管级触发功能是否正常，当连续多个周期检测到正向或反向电流时，判断该方向的被测晶闸管级触发功能正常，且阀控的触发功能及触发光纤通道正常。
图5是本发明实施例提供的回检信号逻辑示意图。
请参照图5，在检修模式下，进行交流换流阀闭环回路检测时，根据阀控装置发送的控制信号，判断晶闸管级单元回检信号发送功能检测、回检信号通路检测和/或阀控装置回检信号接收功能检测是否正常。阀控装置配置有报文显示界面，用于显示相关设备的运行状态报文，当阀控装置上报被测晶闸管级单元的(正向和反向晶闸管级)故障报文及复归报文时，则判断换流阀阀组、阀控装置和两者间的触发、回检信号通道构成的闭环回路的晶闸管检测功能正常。
可选的，阀控装置与换流阀阀组通过光路连接；控制信号为光信号。
此外，阀控装置还设置有检测开关。检测开关包括：按钮、触摸屏或拨码开关。
上述闭环回路由包括若干个晶闸管级单元的换流阀阀组、阀控装置以及两者间的触发和回检光纤通道组成，检测了反并联晶闸管级单元的触发功能；检测了阀控装置的触发逻辑和回检信号检测逻辑；检测了触发及回检光纤通道。
本技术方案中的阀控装置的充电信号和解锁信号由阀控系统内置检修逻辑设定，不受上级控制保护系统控制。在交流换流阀检修时，进行闭环回路检测。首先通过阀控装置检测开关设定阀控系统进入检修模式，此检测开关信号可以为光信号或电信号，开关形式不局限于按钮、触摸屏、拨码开关等，可以根据需求择优选择。当阀控装置接收到充电信号有效且解锁信号无效时，阀控装置监视晶闸管级状态；当阀控装置接收到充电信号有效且解锁信号有效时，阀控装置触发晶闸管。
交流耗能装置在解锁投入超过一定时间(时间较短)后，需要进行自我恢复，否则耗能装置容易损坏。阀控装置还内置有保护功能，在交流耗能装置自我恢复期间(恢复时间较长)，不应答解锁操作，置换流阀阀组为不可用状态。此检测方法设置阀控进入检修模式时，将换流阀阀组不可用状态时间缩短，以满足检测效率要求。
此检测方法通过晶闸管级测试装置在交流耗能换流阀反并联的晶闸管级施加交流电压，同时检测测试装置和晶闸管级组成的回路电流。通过检测到的电流，判断晶闸管级及阀控系统的触发功能是否正常以及触发光纤通道是否正常。通过后台上报的晶闸管级故障报文判断阀控系统回检信号检测功能及回检光纤通道是否正常。
本发明实施例旨在保护一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，换流阀阀组包括若干个晶闸管级单元，晶闸管级单元包括反并联连接的两个晶闸管，晶闸管级单元测试装置分别在若干个晶闸管级单元两端施加交流电压并获取晶闸管级单元的电流信号，包括如下步骤：获取对换流阀阀组进行检测的检测控制信号；依据检测控制信号，阀控装置通过控制信号控制晶闸管级单元测试装置对晶闸管级单元进行测试；当换流阀阀组测试装置检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的晶闸管级单元触发功能正常；当换流阀阀组测试装置未检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的晶闸管级单元触发功能异常。上述技术方案具备如下效果：
通过在换流阀阀组侧对晶闸管级单元施加交流电压并对晶闸管级单元两侧的电流进行检测，判断电流在连续预设周期内是否出现正向或反向电流以判断晶闸管级单元的触发功能是否正常，并进一步对换流阀及阀控装置的闭环回路进行检测，有效防范系统故障时因交流耗能装置无法及时投入造成的柔直主设备故障，减少对系统的影响，充分发挥柔直工程的输电能力，保证电力系统的安全稳定运行。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，所述换流阀阀组包括若干个晶闸管级单元，所述晶闸管级单元包括反并联连接的两个晶闸管，所述晶闸管级单元测试装置分别在所述若干个晶闸管级单元两端施加交流电压并获取所述晶闸管级单元的电流信号，包括如下步骤：
获取对换流阀阀组进行检测的检测控制信号；
依据所述检测控制信号，阀控装置通过控制信号控制所述晶闸管级单元测试装置对所述晶闸管级单元进行测试；
当所述换流阀阀组测试装置检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的所述晶闸管级单元触发功能正常；
当所述换流阀阀组测试装置未检测到连续预设周期的正向或反向电流时，则判断被测的所述晶闸管级单元触发功能异常；
所述阀控装置接收充电信号和解锁信号，其中，所述充电信号为常有效信号，所述解锁信号为周期信号；
所述解锁信号为上升沿时，所述控制信号为双脉冲信号，所述双脉冲信号控制所述晶闸管级单元测试装置对所述晶闸管级单元进行测试；
所述解锁信号为下降沿时，所述控制信号为单脉冲信号，所述单脉冲信号控制所述晶闸管级单元发送回检信号至所述阀控装置；
当所述阀控装置接收到所述回检信号时，则所述换流阀阀组与所述阀控装置之间的闭环回路检测功能正常；
当所述阀控装置未接收到所述回检信号时，则所述换流阀阀组与所述阀控装置之间的闭环回路检测功能异常。
2.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，所述晶闸管级单元发送所述回检信号至所述阀控装置，包括：
所述晶闸管级单元的高电位板接收所述单脉冲信号；
依据所述晶闸管两端电压值，所述高电位板发送所述回检信号至所述阀控装置。
3.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，所述阀控装置接收到所述回检信号，包括：
接收到所述晶闸管级单元的故障报文或复归报文。
4.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，
所述单脉冲信号的周期为5ms。
5.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，
所述换流阀阀组与所述阀控装置之间的闭环回路检测包括：所述晶闸管级单元回检信号发送功能检测、所述回检信号通路检测和/或所述阀控装置回检信号接收功能检测。
6.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，
所述解锁信号的有效时长和无效时长均大于40ms。
7.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，
所述阀控装置与所述换流阀阀组通过光路连接；
所述控制信号为光信号。
8.根据权利要求1所述的交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法，其特征在于，
所述阀控装置设置有检测开关；
所述检测开关包括：按钮、触摸屏或拨码开关。
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