CN208156148U - 一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块与装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块与装置，包括冲击电压发生单元、控制单元、电压采集单元和阻尼回路，用于连接冲击电压发生单元的第一接口，用于连接交流电源的第二接口，以及具有支路切换功能的第一切换单元，第一接口、第二接口和电压采集单元均连接第一切换单元的输入端，第一切换单元的第一支路连接阻尼回路，阻尼回路用于连接TVM板，第一切换单元的第二支路通过电容用于连接RPU板，控制单元分别控制连接第一切换单元和电压采集单元。本实用新型集成了多种测试功能，通过第一切换单元的第一支路实现对TVM板的测试，通过第一切换单元的第二支路实现对RPU板的测试，节省了光控晶闸管阀的测试成本。

Description

一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块与装置

技术领域

本实用新型属于光控晶闸管技术的高压直流输电技术领域，具体涉及一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块与装置。

背景技术

高压直流输电系统中的光控晶闸管，在运行过程中可能会受到陡波、雷电波、操作波的影响，在换流阀上产生很大的电压变化率(du/dt)。如果恢复期晶闸管上的正向电压上升率过高，将损坏晶闸管。为避免这种情况的出现，必须对晶闸管进行状态监视，采取保护措施。TVM板监视晶闸管两端的电压，RPU板对晶闸管起反向恢复期保护作用。TVM板和RPU板的可靠性对光控换流阀的可靠运行是必不可少的，对TVM板和RPU板的快速有效检测具有重要意义。现有的光控晶闸管级测试装置的测试对象是整个晶闸管级，不能聚焦于TVM板和RPU板的功能检测，也不能模拟现场工况进行TVM板和RPU板的高压功能检测。

现有技术中，公布号为CN104991211A的中国专利提供了“一种高压直流输电光控换流阀TVM板自动测试设备”，如图1所示，包括控制单元、交流电源供电单元、电压采集单元、冲击电压发生单元和RC回路，通过TVM板自动测试设备对光控换流阀TVM板进行测试，实现了TVM的自动化测试。该测试设备的不足之处在于，测试功能单一，只能实现TVM板的测试，不能对光控晶闸管阀的其他触发回路板卡进行测试，在需要对光控晶闸管阀的其他触发回路板卡进行测试时，还需要购置相应的测试设备，增加了光控晶闸管阀的测试成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块与装置，用于解决现有测试装置无法对光控晶闸管阀触发回路板卡进行多功能测试、故障定位及增加经济成本的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，包括以下装置方案：

装置方案一，包括冲击电压发生单元、控制单元、电压采集单元和阻尼回路，还包括用于连接交流电源的第一接口，以及具有支路切换功能的第一切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路；

第一接口通过测试主回路连接第一切换单元的输入端，所述冲击电压发生单元和电压采集单元分别连接到测试主回路上，第一切换单元的第一支路连接所述阻尼回路，阻尼回路用于连接TVM板，第一切换单元的第二支路通过电容用于连接RPU板；所述控制单元分别控制连接第一切换单元和电压采集单元。

本实用新型的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置集成了多种测试功能，通过第一切换单元的第一支路实现对TVM板的测试，通过第一切换单元的第二支路实现对RPU板的测试，节省了光控晶闸管阀的测试成本。

装置方案二，在装置方案一的基础上，还包括具有支路切换功能的第二切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路，第二切换单元的输入端连接所述测试主回路，第二切换单元的第一支路连接所述电压采集单元的第一电压测量接口，第二切换单元的第二支路连接所述电压采集单元的第二电压测量接口，且所述第一电压大于第二电压。

本实用新型通过设置的第一电压测量接口、第二电压测量接口，分别实现TVM板的高压测试和低压测试。

装置方案三、四，分别在装置方案一、二的基础上，每个切换单元的第一支路和第二支路上均设有相应的继电器开关，通过继电器的通断和闭合，实现第一支路和第二支路的切换。

装置方案五、六，分别在装置方案一、二的基础上，还包括连接所述控制单元的人机交互单元，该人机交互单元用于启动TVM板或RPU板的测试。

装置方案七、八，分别在装置方案一、二的基础上，所述控制单元设置有用于与TVM板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口，还设置有用于与RPU板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口。

装置方案九，在装置方案一的基础上，所述控制单元还连接有用于显示检测结果的显示装置。

装置方案十，在装置方案一的基础上，还包括连接所述第一接口的电压隔离器，所述电压隔离器用于连接交流电源。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，包括以下模块方案：

模块方案一，包括控制单元、电压采集单元和阻尼回路，还包括用于连接冲击电压发生单元的第二接口，用于连接交流电源的第一接口，以及具有支路切换功能的第一切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路；

第一接口通过测试主回路连接第一切换单元的输入端，所述第二接口和电压采集单元分别连接到测试主回路上，第一切换单元的第一支路连接所述阻尼回路，阻尼回路用于连接TVM板，第一切换单元的第二支路通过电容用于连接RPU板；所述控制单元分别控制连接第一切换单元和电压采集单元。

模块方案二，在模块方案一的基础上，还包括具有支路切换功能的第二切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路，第二切换单元的输入端连接所述测试主回路，第二切换单元的第一支路连接所述电压采集单元的第一电压测量接口，第二切换单元的第二支路连接所述电压采集单元的第二电压测量接口，且所述第一电压大于第二电压。

模块方案三、四，分别在模块方案一、二的基础上，每个切换单元的第一支路和第二支路上均设有相应的继电器开关。

模块方案五、六，分别在模块方案一、二的基础上，还包括连接所述控制单元的人机交互单元，该人机交互单元用于启动TVM板或RPU板的测试。

模块方案七、八，分别在模块方案一、二的基础上，所述控制单元设置有用于与TVM板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口，还设置有用于与RPU板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口。

模块方案九，在模块方案一的基础上，所述控制单元还连接有用于显示检测结果的显示装置。

模块方案十，在模块方案一的基础上，还包括连接所述第一接口的电压隔离器，所述电压隔离器用于连接交流电源。

附图说明

图1是现有技术的TVM板测试设备示意图；

图2是换流阀中阻尼回路C_B、R_B、均压电容C在回路中的连接方式示意图；

图3是一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置示意图；

图4是另一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

实施例一：

如图3所示的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，包括：阻尼回路、均压电容C2、高压继电器KM1和KM2、控制回路、用于采集电压的高压板、高压冲击电源和交流电源。交流电源AC220V通过电压隔离器T1连接高压继电器KM2的输入端，高压继电器KM2的一个输出端通过阻尼回路连接TVM板，高压继电器KM2的另一个输出端通过均压电容C2连接RPU板。上述高压继电器KM1的输入端连接高压继电器KM2的输入端，高压继电器KM1的一个输出端连接高压板的高压测量接口、另一个输入端连接高压板的低压测量接口，高压板通过开关电源连接交流电源，开关电源供电连接有控制回路，控制回路分别控制连接有高压板、高压充电电源、高压继电器KM1、KM2。

上述阻尼回路包括串联的电阻R和电容C1，并且，阻尼回路和均压电容的连接方式与换流阀上的连接方式完全一致，如图2所示。

光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置能够对光控晶闸管阀触发回路TVM板和RPU板分别进行功能测试。后台选择TVM板(或者RPU板)的启动测试时，将TVM板(或者RPU板)测试选项下发至控制回路，控制回路对高压继电器进行控制，实现被测板卡类型的选择，以下分别介绍TVM板和RPU板的测试过程。

TVM板测试过程：

1)测试后台选择TVM启动测试时，将TVM板测试选项下发至控制回路，控制回路控制高压继电器KM2，使其切换至TVM检测；

2)接入220V交流电后，向变压器T1输出正弦交流电压；

3)低压测试期间，控制回路控制高压继电器KM1，使其切换至低压检测电路，检测回检脉冲宽度和回检时刻的电压值，从而实现TVM板的正向电压检测、负向电压检测；若正向电压检测结果异常，负向电压测试结果正常，则定位TVM板的正向电压检测电路故障；若负向电压检测结果异常，正向电压测试结果正常，则定位TVM板的负向电压检测电路故障；

4)低压测试完成后，控制回路输出高压控制信号至高压产生设备，高压产生设备收到控制信号后，进行设备充电，完成后输出高压脉冲信号至TVM板的输入，同时控制回路控制高压继电器KM1，使其切换至高压检测电路，检测回检脉冲宽度和回检时刻的电压值，从而实现TVM板的BOD电压检测；BOD电压指的是光控晶闸管承受过电压导通时晶闸管两端的电压，全称是Break of Diode，BOD电压检测是对TVM板功能检测的一部分，目的在于检测TVM板能否正常的检测上报晶闸管两端的过电压信号；若TVM板低压测试正常，BOD电压检测异常，则可定位TVM板的高电压检测电路故障；

5)检测结束后，断开高、低压控制/检测回路，控制机箱上传检测结果至测试后台，完成TVM板检测流程。

RPU板测试过程：

1)测试后台选择RPU板启动测试时，将RPU板测试选项下发至控制回路，控制回路控制高压继电器KM2，使其切换至RPU板检测；

2)接入220V交流电后，向变压器T1输出正弦交流电压；

3)测试开关有效期间，控制机箱输出使能信号至被测RPU板，同时，控制机箱输出高压控制信号至高压产生设备。高压产生设备收到控制信号，进行充电，完成后输出高压脉冲信号至RPU板；同时控制回路控制高压继电器KM1，使其切换至高压检测电路；

4)控制回路在整个测试周期内，检测RPU板是否有回检信号返回；若有回检信号，检测回检信号的脉宽；

5)检测结束后，控制回路控制取消RPU板使能信号，断开高、低压控制/检测回路，控制回路上传检测结果至测试后台，完成RPU板检测流程。

本实用新型的测试装置通过外接220V交流电和高压冲击电源，在控制回路的控制下，实现TVM板的正向电压检测、负向电压检测和BOD电压检测，同时实现RPU板的反向恢复期保护功能测试，实现TVM板和RPU板的单板测量，并能定位故障板卡的故障区域，用以分析换流阀故障原因，保证换流阀可靠运行。

本实用新型能够脱离晶闸管级，利用高压冲击电源能在控制回路的控制下，模拟换流阀现场的冲击高压，施加于被测板卡，完全还原现场工况，且高压冲击电源能产生电压上升率为50V/μs和100V/μs的可调的冲击电压，全面有效地实现了光控换流阀触发回路TVM板和RPU板的高低压功能检测，定位故障板卡的故障区域，进行故障原因分析；利用高压继电器巧妙切换高压板和控制回路，实现高压和低压的隔离采集，防止电磁干扰的影响。

实施例二：

本实用新型提出一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，是通过触发回路板卡测试模块外接一个冲击电压发生单元实现的。该测试模块包括：控制单元、电压采集单元和阻尼回路，还包括用于连接交流电源的第一接口，用于连接冲击电压发生单元的第二接口，以及具有支路切换功能的第一切换单元、支路切换功能的第二切换单元、显示装置和人机交互单元。每个切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路，第一支路和第二支路上均设有相应继电器开关。

如图4所示，第一接口通过测试主回路连接第一切换单元的输入端，第二接口和电压采集单元分别连接到测试主回路上，第一切换单元的第一支路连接阻尼回路，阻尼回路用于连接TVM板，第一切换单元的第二支路通过电容用于连接RPU板，控制单元分别控制连接第一切换单元和电压采集单元。

上述电压采集单元通过第二切换单元连接测试主回路。具体的，第二切换单元的输入端连接到测试主回路上，第二切换单元的第一支路连接电压采集单元的第一电压测量接口，第二切换单元的第二支路连接电压采集单元的第二电压测量接口，且第一电压大于第二电压。上述交流电压供电单元包括依次连接的交流电源和电压隔离器，电压隔离器连接第一切换单元的输入端。

控制单元分别控制连接第一切换单元、第二切换单元、电压采集单元和冲击电压发生单元，以及控制连接显示装置和人机交互单元，该显示装置用于显示测试结果，通过显示装置显示的测试结果，可以进行板卡的故障模块定位。该人机交互单元用于启动TVM板或RPU板的测试，该控制单元还采集连接TVM板和RPU板。控制单元设置有用于与TVM板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口，还设置有用于与RPU板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口。

本实用新型的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置集成了多种测试功能，通过第一切换单元的第一支路实现对TVM板的测试，通过第一切换单元的第二支路实现对RPU板的测试，节省了光控晶闸管阀的测试成本。当控制单元控制第一切换单元切换至第二支路、第二切换单元切换至第一支路时，对RPU板进行反向恢复期保护功能测试。当控制单元控制第一切换单元切换至第一支路、第二切换单元切换至第二支路时，对TVM板进行正向电压检测和负向电压检测。当控制单元控制第一切换单元切换至第一支路、第二切换单元切换至第一支路时，对TVM板进行BOD电压检测。

另外，本实施例可以不设置第二切换单元，通过电压采集单元直接连接第一切换单元，利用电压采集单元采集高压，仍能够实现对TVM板的BOD电压检测，和RPU板的反向恢复期保护功能测试。

作为其他实施方式，本实用新型的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置还可以不外接冲击电压发生单元，直接集成设置有触发回路板卡测试模块和冲击电压发生单元，无需设置第二接口连接测试主回路，直接采用冲击电压发生单元连接到测试主回路。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，包括冲击电压发生单元、控制单元、电压采集单元和阻尼回路，其特征在于，还包括用于连接交流电源的第一接口，以及具有支路切换功能的第一切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路；

第一接口通过测试主回路连接第一切换单元的输入端，所述冲击电压发生单元和电压采集单元分别连接到测试主回路上，第一切换单元的第一支路连接所述阻尼回路，阻尼回路用于连接TVM板，第一切换单元的第二支路通过电容用于连接RPU板；所述控制单元分别控制连接第一切换单元和电压采集单元。

2.根据权利要求1所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，其特征在于，还包括具有支路切换功能的第二切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路，第二切换单元的输入端连接所述测试主回路，第二切换单元的第一支路连接所述电压采集单元的第一电压测量接口，第二切换单元的第二支路连接所述电压采集单元的第二电压测量接口，且所述第一电压大于第二电压。

3.根据权利要求1或2所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，其特征在于，每个切换单元的第一支路和第二支路上均设有相应的继电器开关。

4.根据权利要求1或2所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，其特征在于，还包括连接所述控制单元的人机交互单元，该人机交互单元用于启动TVM板或RPU板的测试。

5.根据权利要求1或2所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，其特征在于，所述控制单元设置有用于与TVM板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口，还设置有用于与RPU板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口。

6.根据权利要求1所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，其特征在于，所述控制单元还连接有用于显示检测结果的显示装置。

7.根据权利要求1所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试装置，其特征在于，还包括连接所述第一接口的电压隔离器，所述电压隔离器用于连接交流电源。

8.一种光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，包括控制单元、电压采集单元和阻尼回路，其特征在于，还包括用于连接交流电源的第一接口，用于连接冲击电压发生单元的第二接口，以及具有支路切换功能的第一切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路；

第一接口通过测试主回路连接第一切换单元的输入端，所述第二接口和电压采集单元分别连接到测试主回路上，第一切换单元的第一支路连接所述阻尼回路，阻尼回路用于连接TVM板，第一切换单元的第二支路通过电容用于连接RPU板；所述控制单元分别控制连接第一切换单元和电压采集单元。

9.根据权利要求8所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，其特征在于，还包括具有支路切换功能的第二切换单元，该切换单元包括输入端、连接输入端的第一支路、连接输入端的第二支路，第二切换单元的输入端连接所述测试主回路，第二切换单元的第一支路连接所述电压采集单元的第一电压测量接口，第二切换单元的第二支路连接所述电压采集单元的第二电压测量接口，且所述第一电压大于第二电压。

10.根据权利要求8或9所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，其特征在于，每个切换单元的第一支路和第二支路上均设有相应的继电器开关。

11.根据权利要求8或9所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，其特征在于，还包括连接所述控制单元的人机交互单元，该人机交互单元用于启动TVM板或RPU板的测试。

12.根据权利要求8或9所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，其特征在于，所述控制单元设置有用于与TVM板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口，还设置有用于与RPU板的回检信号发射端口相连的回检信号接收端口。

13.根据权利要求8所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，其特征在于，所述控制单元还连接有用于显示检测结果的显示装置。

14.根据权利要求8所述的光控晶闸管阀触发回路板卡测试模块，其特征在于，还包括连接所述第一接口的电压隔离器，所述电压隔离器用于连接交流电源。