CN113866541B - 直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块，功率模块包括旁路开关和控制单元，该过压保护试验方法通过试验平台给功率模块的电容充电；功率模块运行稳定后，通过试验平台断开待测换流阀的阀控与功率模块之间的下行通信光纤，直至功率模块的控制单元检测自身发生故障，闭锁功率模块；通过功率模块的控制单元检测自身的电容电压大于过压保护定值，功率模块的控制单元控制旁路开关闭合；通过试验平台控制待测换流阀的阀控，直至试验平台检测功率模块处于掉电状态，检测旁路开关是否处于闭合状态，功率模块的电容不能发生过压击穿，验证功率模块过压保护的可行性。

Description

直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及直流换流阀功率模块技术领域，尤其涉及一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备。

背景技术

换流阀是直流输电工程的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制。功率模块是功率电力电子器件按一定的功能组合再封装成一个模块。

在各个电子元器件使用之前需要进行过压保护试验，通过试验的电子元器件才能被投入市场使用，由此对于直流换流阀中功率模块也需要通过过压保护试验才能被使用。应用到直流输电系统中的直流换流阀中功率模块防过压保护性能要求更高，目前存在对直流换流阀的过压保护试验，但是并不能确保直流换流阀中功率模块具有防过压的性能，目前并没有对直流换流阀中功率模块测试其防过压性能的过压保护试验。

发明内容

本发明实施例提供了一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备，用于解决目前没有对直流换流阀中功率模块防过压性能测试的过压保护试验的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，应用于试验平台上，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块，所述功率模块包括旁路开关以及控制所述旁路开关开启或闭合的控制单元，该过压保护试验方法包括以下步骤：

通过所述试验平台给所述功率模块的电容充电；

所述功率模块运行稳定后，通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块；

通过所述功率模块的控制单元检测自身的电容电压，若所述电容电压大于过压保护定值，所述功率模块的控制单元控制所述旁路开关闭合；

通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，直至所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关是否处于闭合状态。

优选地，所述功率模块运行稳定之前，该过压保护试验方法包括：所述功率模块电容的充电电压大于预设电压值，所述功率模块开始稳定运行。

优选地，所述功率模块运行稳定后，该过压保护试验方法包括：在任一时刻通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块的控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块。

优选地，该直流换流阀功率模块的过压保护试验方法包括：所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关处于闭合状态，则所述功率模块通过过压保护试验。

优选地，通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，直至所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态过程中，该过压保护试验方法包括：所述功率模块的电容电压不断下降，直至所述功率模块掉电发生通信中断故障。

本发明还提供一种直流换流阀功率模块的过压保护试验装置，应用于试验平台上，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块，所述功率模块包括旁路开关以及控制所述旁路开关开启或闭合的控制单元，该过压保护试验装置包括充电模块、闭锁模块、开关闭合模块和状态检测模块；

所述充电模块，用于通过所述试验平台给所述功率模块的电容充电；

所述闭锁模块，用于依据所述功率模块运行稳定后，通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块；

所述开关闭合模块，用于通过所述功率模块的控制单元检测自身的电容电压，若所述电容电压大于过压保护定值，所述功率模块的控制单元控制所述旁路开关闭合；

所述状态检测模块，用于通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，直至所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关是否处于闭合状态。

优选地，该直流换流阀功率模块的过压保护试验装置包括判断模块，所述判断模块用于依据所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关处于闭合状态，则所述功率模块通过过压保护试验。

优选地，所述闭锁模块还用于依据在任一时刻通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块的控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块。

优选地，所述状态检测模块还用于通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，且所述功率模块的电容电压不断下降，直至所述功率模块掉电发生通信中断故障。

本发明还提供一种直流换流阀功率模块的过压保护试验设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备，应用于试验平台上，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块和与功率模块连接的旁路开关，该过压保护试验方法包括：通过试验平台给功率模块的电容充电；功率模块运行稳定后，通过试验平台断开待测换流阀的阀控与功率模块之间的下行通信光纤，直至功率模块的控制单元检测自身发生故障，闭锁功率模块；通过功率模块的控制单元检测自身的电容电压，若电容电压大于过压保护定值，功率模块的控制单元控制旁路开关闭合；通过试验平台控制待测换流阀的阀控，直至试验平台检测功率模块处于掉电状态，检测旁路开关是否处于闭合状态。该过压保护试验方法通过针试验平台开展对换流阀中功率模块的过压保护功能进行验证试验，在功率模块正常运行过程中，采用功率模块的电容电压超过过压保护定值时，功率模块起到过压保护的有效性，功率模块的电容不能发生过压击穿，验证了功率模块过压保护的可行性，解决了目前没有对直流换流阀中功率模块防过压性能测试的过压保护试验的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法中换流阀的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验装置的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法、装置及设备，应用于试验平台上，用于解决了目前没有对直流换流阀中功率模块防过压性能测试的过压保护试验的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法的步骤流程图，图2为本发明实施例所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法中换流阀的结构示意图。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，应用于试验平台上，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块10，所述功率模块包括旁路开关S以及控制旁路开关开启或闭合的控制单元，该过压保护试验方法包括以下步骤：

S1.通过试验平台给功率模块的电容充电。

需要说明的是，在对功率模块10进行过压保护试验之前，需要将功率模块10中的电容进行充电，确保测试过压保护试验的功率模块10处于稳定运行情况，使得功率模块10经过过压保护试验测试结果准确性。在本实施例中，通过试验平台给功率模块10电容的充电电压大于预设电压值，说明功率模块10能够稳定运行。其中，预设电压值可以根据需求设置，且预设电压值不低于功率模块10在实际运行过程中的额定电压值。此处不对预设电压值进行限定。

S2.功率模块运行稳定后，通过试验平台断开待测换流阀的阀控与功率模块之间的下行通信光纤，直至功率模块的控制单元检测自身发生故障，闭锁功率模块。

需要说明的是，主要是根据功率模块10稳定运行后，在任一的一个时刻通过试验平台控制待测换流阀的阀控，使得功率模块10发生通信故障，之后再控制功率模块10的闭锁，为功率模块10的过压保护功能测试提供条件。在本实施例中，功率模块10发生通信故障指的是功率模块10的下行通信光纤发生故障，功率模块10的下行通信光纤指的是试验平台通过阀控给功率模块10下发控制命令的通信光纤。

S3.通过功率模块的控制单元检测自身的电容电压，若电容电压大于过压保护定值，功率模块的控制单元控制旁路开关闭合。

需要说明的是，在闭锁功率模块10后，通过试验平台检测闭锁功率模块10的电容电压，并依据检测的功率模块10的电容电压大于过压保护定值，通过试验平台控制旁路开关S闭合，为测试功率模块10的过压保护功能提供判断依据。在本实施例中，过压保护定值可以根据需求设置，此处不作限定。其中，功率模块10闭锁后，由于试验平台给功率模块10供电且在正向运行电流的作用下充电，功率模块10的电容电压迅速上升至超过功率模块10的控制单元设置的过压保护定值，此时功率模块10的控制单元控制旁路开关S闭合。功率模块10的控制单元检测功率模块10的电容电压是否超过保护定值，若超过，是由功率模块10的控制单元来发出旁路开关S闭合指令并控制旁路开关S闭合。

在本发明实施例中，功率模块10的下行通信光纤断开后，都是由功率模块10内部自带的控制单元来检测功率模块10的下行通信故障，之后闭锁功率模块10，并检测功率模块10的电容电压超过过压保护定值，控制单元发出旁路开关S闭合指令控制旁路开关S闭合。

需要说明的是，功率模块10内部自带的控制单元为现有技术，此处不对控制单元作详细描述。

S4.通过试验平台控制待测换流阀的阀控，直至试验平台检测功率模块处于掉电状态，检测旁路开关是否处于闭合状态。

需要说明的是，主要说明的是，根据步骤S3闭合换流阀中的旁路开关S，使得功率模块10掉电，并观测当功率模块10完全处于掉电状态下，旁路开关S是否处于闭合状态要验证该功率模块10的过压保护功能的可行性。

本发明提供的一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，应用于试验平台上，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块和与功率模块连接的旁路开关，该过压保护试验方法包括：通过试验平台给功率模块的电容充电；功率模块运行稳定后，通过试验平台断开待测换流阀的阀控与功率模块之间的下行通信光纤，直至功率模块的控制单元检测自身发生故障，闭锁功率模块；通过功率模块的控制单元检测自身的电容电压，若电容电压大于过压保护定值，功率模块的控制单元控制旁路开关闭合；通过试验平台控制待测换流阀的阀控，直至试验平台检测功率模块处于掉电状态，检测旁路开关是否处于闭合状态。该过压保护试验方法通过针试验平台开展对换流阀中功率模块的过压保护功能进行验证试验，在功率模块正常运行过程中，采用功率模块的电容电压超过过压保护定值时，功率模块起到过压保护的有效性，功率模块的电容不能发生过压击穿，验证了功率模块过压保护的可行性，解决了目前没有对直流换流阀中功率模块防过压性能测试的过压保护试验的技术问题。

在本发明的一个实施例中，该直流换流阀功率模块的过压保护试验方法包括：试验平台检测功率模块处于掉电状态，检测旁路开关处于闭合状态，则功率模块通过过压保护试验。其中，通过试验平台控制待测换流阀的阀控，直至试验平台检测功率模块处于掉电状态过程中，该过压保护试验方法包括：功率模块的电容电压不断下降，直至功率模块掉电发生通信中断故障。

需要说明的是，试验平台可以控制待测换流阀的阀控监控功率模块10的旁路状态和电容电压值变化情况，旁路开关S闭合后，功率模块10应处于旁路状态，且功率模块10的电容电压值在不断下降直至功率模块10掉电上行通信中断。待功率模块10处于掉电状态，确认安全后，待测换流阀中的旁路开关S仍然处于闭合状态且功率模块10外观并无异常，说明该待测换流阀的功率模块过压保护试验通过。

实施例二：

图3为本发明实施例所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验装置的框架图。

如图2和图3所示，本发明实施例还提供一种直流换流阀功率模块的过压保护试验装置，应用于试验平台上，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块10，功率模块10包括旁路开关S以及控制旁路开关S开启或闭合的控制单元，该过压保护试验装置包括充电模块101、闭锁模块102、开关闭合模块103和状态检测模块104；

充电模块101，用于通过试验平台给功率模块10的电容充电；

闭锁模块102，用于依据功率模块10运行稳定后，通过试验平台断开待测换流阀的阀控与功率模块之间的下行通信光纤，直至功率模块10的控制单元检测自身发生故障，闭锁功率模块10；

开关闭合模块103，用于通过功率模块10的控制单元检测功率模块10的电容电压，根据电容电压大于过压保护定值，功率模块的控制单元控制旁路开关S闭合；

状态检测模块104，用于通过试验平台控制待测换流阀的阀控，直至试验平台检测功率模块10处于掉电状态，检测旁路开关S是否处于闭合状态。

需要说明的是，功率模块10的下行通信光纤断开后，都是由功率模块10内部自带的控制单元来检测功率模块10的下行通信故障，之后闭锁功率模块10，并检测功率模块10的电容电压超过过压保护定值，控制单元发出旁路开关S闭合指令控制旁路开关S闭合。

在本发明实施例中，该直流换流阀功率模块的过压保护试验装置包括判断模块105，判断模块105用于依据试验平台检测功率模块10处于掉电状态，检测旁路开关S处于闭合状态，则功率模块10通过过压保护试验。

在本发明实施例中，闭锁模块102还用于依据在任一时刻通过试验平台断开待测换流阀的阀控与功率模块之间的下行通信光纤，直至功率模块10的控制单元检测自身发生通信故障，闭锁功率模块10。

在本发明实施例中，状态检测模块104还用于通过试验平台控制待测换流阀的阀控，且功率模块10的电容电压不断下降，直至功率模块10掉电发生通信中断故障。

需要说明的是，实施例二装置中的模块对应于实施例一方法中的步骤，实施例一方法中的步骤已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中的模块内容进行详细阐述。

实施例三：

本发明实施例提供了一种直流换流阀功率模块的过压保护试验设备，包括处理器以及存储器；

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法。

需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各系统/装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，应用于试验平台上，其特征在于，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块，所述功率模块包括旁路开关以及控制所述旁路开关开启或闭合的控制单元，该过压保护试验方法包括以下步骤：

通过所述试验平台给所述功率模块的电容充电；

所述功率模块运行稳定后，通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块；

通过所述功率模块的控制单元检测自身的电容电压，若所述电容电压大于过压保护定值，所述功率模块的控制单元控制所述旁路开关闭合；

通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，直至所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关是否处于闭合状态；

所述功率模块运行稳定后，该过压保护试验方法包括：在任一时刻通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块的控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块。

2.根据权利要求1所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，其特征在于，所述功率模块运行稳定之前，该过压保护试验方法包括：所述功率模块电容的充电电压大于预设电压值，所述功率模块开始稳定运行。

3.根据权利要求1所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，其特征在于，包括：所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关处于闭合状态，则所述功率模块通过过压保护试验。

4.根据权利要求1所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法，其特征在于，通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，直至所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态过程中，该过压保护试验方法包括：所述功率模块的电容电压不断下降，直至所述功率模块掉电发生通信中断故障。

5.一种直流换流阀功率模块的过压保护试验装置，应用于试验平台上，其特征在于，试验平台与待测换流阀连接，待测换流阀包括功率模块，所述功率模块包括旁路开关以及控制所述旁路开关开启或闭合的控制单元，该过压保护试验装置包括充电模块、闭锁模块、开关闭合模块和状态检测模块；

所述充电模块，用于通过所述试验平台给所述功率模块的电容充电；

所述闭锁模块，用于依据所述功率模块运行稳定后，通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块；

所述开关闭合模块，用于通过所述功率模块的控制单元检测自身的电容电压，根据所述电容电压大于过压保护定值，所述功率模块的控制单元控制所述旁路开关闭合；

所述状态检测模块，用于通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，直至所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关是否处于闭合状态；

所述闭锁模块还用于依据在任一时刻通过所述试验平台断开所述待测换流阀的阀控与所述功率模块之间的下行通信光纤，直至所述功率模块的控制单元检测自身发生通信故障，闭锁所述功率模块。

6.根据权利要求5所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验装置，其特征在于，包括判断模块，所述判断模块用于依据所述试验平台检测所述功率模块处于掉电状态，检测所述旁路开关处于闭合状态，则所述功率模块通过过压保护试验。

7.根据权利要求5所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验装置，其特征在于，所述状态检测模块还用于通过所述试验平台控制所述待测换流阀的阀控，且所述功率模块的电容电压不断下降，直至所述功率模块掉电发生通信中断故障。

8.一种直流换流阀功率模块的过压保护试验设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-4任意一项所述的直流换流阀功率模块的过压保护试验方法。