CN209927968U - 一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统，测试装置为被测阀基电子设备提供信号接口，并根据预设的判定逻辑判定被测阀基电子设备功能是否正常；测试装置、对时装置和被测阀基电子设备接入后台通讯网络，规约转换装置对类型规约进行转换，转换后接入后台工作站，从而组成通讯网络；后台工作站安装人机交互终端，通过通讯网络收集所接入装置运行信息，依据收集到的信息提供人机交互功能；对时装置提供多种规约的对时信号。此种系统在出厂测试阶段就可以实现对晶闸管换流阀阀基电子设备进行全面测试，在现场试验之前检验阀基电子设备性能及功能逻辑是否符合系统设计要求，及时发现并排除被测设备存在的故障，提高阀基电子设备可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于晶闸管为功率器件的电力系统及电力电子领域，特别涉及一种晶闸管换流阀基电子设备测试系统。
背景技术
在电力系统与电力电子相关工程中，阀基电子设备作为换流阀系统中的重要组成部分，起到承上启下作用。如图1所示，阀基电子设备对上与换流器控制单元相连，进行控制信号交互；对下与晶闸管换流阀相连，通过接口光纤接收晶闸管换流阀发出的电压状态反馈脉冲并向晶闸管换流阀发出触发脉冲，从而对晶闸管实现控制和监视功能。
实际工程实施过程中，阀基电子设备出厂之前缺乏有效途径接入实际系统检验其逻辑和功能。目前出厂过程主要针对阀基电子设备中的板卡进行测试，这种测试方法既不能提供与现场相同的对上、对下接口信号类型和逻辑组合，也不能对整套阀基电子设备功能进行验证。整套阀基电子设备功能、对上对下接口的全面验证只能出厂后通过第三方实验室联调甚至现场调试才能完成，此时如果阀基电子设备发现问题，厂外解决问题的难度较大，甚至可能造成工程工期的延误。目前还没有一种适用于阀基电子设备厂内测试系统，能够在出厂前对整套阀基电子设备的对上、对下接口及整套设备功能进行全面测试，本案正是基于此种需求而产生。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统，其在出厂测试阶段就可以实现对晶闸管换流阀阀基电子设备进行全面测试，在现场试验之前检验阀基电子设备性能及功能逻辑是否符合系统设计要求，及时发现并排除被测设备存在的故障，提高阀基电子设备可靠性。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统，包括后台工作站、网络规约转换装置、对时装置和测试装置；
所述测试装置为被测阀基电子设备提供信号接口，并根据预设的判定逻辑判定被测阀基电子设备功能是否正常；
所述测试装置、对时装置和被测阀基电子设备接入后台通讯网络，通过网络规约转换装置后接入后台工作站，从而组成测试系统的通讯网络；
所述后台工作站安装人机交互终端，该终端通过上述通讯网络收集所接入装置运行信息，依据收集到的信息提供后台遥控控制、报警信息上传等人机交互功能；
所述对时装置为本测试系统内其他装置提供多种规约的对时信号。
上述的测试装置模拟冗余的换流器控制单元的控制信号接口，分别为控制单元A和控制单元B，两个控制单元通过值班状态信号确保其中有且只有一个控制单元为值班状态。
采用上述方案后，本实用新型通过设置测试装置模拟工程现场换流器控制单元与被测阀基电子设备交互控制信号，同时模拟工程现场晶闸管换流阀与阀基电子设备交互换流阀接口信号，后台工作站通过规约转换装置将接入网络内的其他装置的运行报警信息通过人机交互终端呈现给测试人员，最终测试人员可以通过后台工作站上的人机交互终端提供的测试信息判定被测系统的状态。本实用新型在出厂测试阶段就可以对晶闸管换流阀阀基电子设备的对上、对下接口及整套设备功能进行全面测试，在现场试验之前检验阀基电子设备性能及功能逻辑是否符合系统设计要求，及时发现并排除被测设备存在的故障，提高阀基电子设备可靠性。
附图说明
图1是工程现场系统结构示意图；
图2是本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的技术方案及有益效果进行详细说明。
如图2所示，本实用新型提供一种晶闸管换流阀阀基电子设备(简称VBE)测试系统，包括后台工作站、网络规约转换装置、对时装置和测试装置，下面分别进行介绍：
所述测试装置为被测阀基电子设备提供信号接口，并根据预设的判定逻辑判定被测阀基电子设备功能是否正常，测试装置可以完成冗余配置模式换流阀控制单元的功能模拟，实现主备模式的切换。
所述的测试装置具备判定并输出被测VBE装置运行状态的功能，判定逻辑所需要的输入条件包括测试装置当前选择模式，测试装置发送给被测阀基电子设备的控制信号、电压反馈信号，测试装置接收到被测阀基电子设备返回的触发脉冲，并根据实际工程中上述信号的组合关系编程实现判断逻辑，判定并输出被测VBE装置运行状态的功能。
所述测试装置、对时装置和被测阀基电子设备接入后台通讯网络，通过网络规约转换装置后接入后台工作站，从而组成测试系统的通讯网络。
所述的测试装置通过通讯网络接入后台工作站，一方面通过后台工作站的人机交互终端控制测试装置选择不同测试模式及测试工况，另一方面将被测阀基电子设备装置自身运行报警信息、测试装置判定的VBE装置运行状态信息通过人机交互终端显示输出。
所述规约转换装置对测试系统内装置采用的各种类型规约进行转换，转换后接入后台工作站，实现装置运行状态和报警信息的采集。
所述后台工作站安装人机交互终端，该终端能够兼容规约转换装置接入的各种类型装置的通讯规约，通过上述通讯网络收集所接入装置运行信息，依据收集到的信息提供后台遥控控制、报警信息上传等人机交互功能，通过可视化的人机交互界面输出各装置运行状态和报警信息，实现测试系统的实时监测，同时监测数据也可以作为测试数据得以保留。
所述对时装置为本测试系统内其他装置提供多种规约的对时信号。
测试装置按照被测VBE装置所在不同应用领域选定不同模式，如高压直流输电(HVDC)、SFC、静止无功补偿(SVC)等模式，以适应不同的阀基电子设备的测试要求。以高压/特高压直流输电领域为例，当选定高压/特高压直流输电模式后，测试装置根据该领域接口信号的特点，测试装置发送给被测VBE装置的控制信号包括控制脉冲信号、值班状态信号、解锁状态信号、充电状态信号等；发送给被测VBE装置与换流阀之间的接口信号为各级晶闸管的电压反馈信号；测试装置接收被测VBE装置的控制信号为VBE装置正常、VBE装置跳闸信号，接收被测VBE装置与换流阀之间的接口信号为各级晶闸管的触发脉冲信号。
为了模拟冗余控制系统的信号特点，测试装置模拟的A/B系统控制信号的特点是：A系统值班状态信号和B系统值班状态信号有且仅有一个为有效状态，其他控制信号A系统和B系统为相同状态。
为了能够对上述信号的时序关系进行限定，测试装置内计算产生一个周期为20ms的电压信号作为上述信号的时序基准。
根据高压/特高压直流输电现场运行情况，测试装置模拟如下工况并输出对应的控制信号：
(1)换流阀充电
换流阀充电工况下，测试装置发出的控制信号的状态为充电状态信号有效，解锁状态信号无效，测试装置在同步电压相位为0度时模拟换流阀产生正向电压反馈信号，在同步电压相位为164度时模拟控制装置产生控制脉冲信号，控制脉冲信号持续120度电角度。
(2)换流阀解锁
换流阀解锁工况下，测试装置发出的控制信号的状态为充电状态信号有效，解锁状态信号有效，被测VBE装置在同步电压相位为0度时模拟换流阀产生正向电压反馈信号，在同步电压相位为164度时模拟控制装置产生控制脉冲信号，控制脉冲信号持续120度电角度。
(3)系统切换
在上述两种工况下，被测VBE装置模拟A系统值班信号有效切换至B系统值班信号有效，再由B系统值班信号有效切换至A系统值班信号有效。
根据高压/特高压直流输电现场运行情况，测试装置判定VBE装置运行状态的预设逻辑描述为：
(1)换流阀充电
换流阀充电工况下，被测VBE收到无效的解锁状态，不应该向测试装置返回有效的触发脉冲信号；被测VBE收到有效的充电状态信号以及有效的正向电压反馈信号，判定换流阀状态正常，不会产生VBE跳闸信号；因此测试装置检测整个充电试验过程中没有收到被测VBE装置返回有效的触发脉冲信号，且被测VBE装置没有产生正向电压反馈信号异常和VBE跳闸信号，则可以判定VBE装置运行正常，否则判定VBE装置运行异常。
换流阀充电工况试验过程中，被测VBE装置不应产生正向电压反馈信号异常和VBE跳闸信号，被测VBE装置不应出现异常报警信息。
(2)换流阀解锁
换流阀解锁工况下，被测VBE收到有效的换流阀解锁信号后，会在且仅在控制信号有效的120度区间内向测试装置返回有效的触发脉冲信号；同时被测VBE收到有效的充电状态信号以及有效的正向电压反馈信号，判定换流阀状态正常，不会产生VBE跳闸信号；因此测试装置检测解锁试验过程中控制信号有效的120度区间内均能收到被测VBE装置返回的有效触发脉冲信号，且在控制信号无效的区间内均没有收到被测VBE装置返回的有效触发脉冲信号，满足上述条件则判定VBE装置运行正常，否则判定VBE装置运行异常。
换流阀解锁工况试验过程中，被测VBE装置不应产生正向电压反馈信号异常和VBE跳闸信号，被测VBE装置不应出现异常报警信息。
(3)系统切换
换流变充电状态、换流变解锁状态两种工况下的系统切换过程中，测试装置判定VBE运行状态的预设逻辑维持上述原则不变；整个切换过程中，被测VBE装置不应出现异常报警信息。
测试装置对整个测试过程中的报警信息进行记录并上送后台工作站，同时测试系统可以对各种接口信号进行录波，当判定VBE装置运行异常后自动触发录波并上送后台工作站，为判定具体的异常位置提供依据。
规约转换装置可以满足采用多种不同通讯规约的被测VBE装置接入通讯网络的要求，包括但不限于Profibus总线、Modbus总线、IEC103规约、IEC61850规约等，被测VBE装置可以经过规约转换接入后台工作站。
后台工作站配备人机交互终端，该终端通过可视化的人机交互终端输出被测VBE装置运行状态和报警信息，同时输出测试装置的判断得到的被测VBE装置运行状态信息，实现测试系统的实时监测，测试人员可以通过上述信息判断被测VBE装置的运行状态，如果出现异常信息可以通过人机交互终端的报警信息以及测试装置的录波文件综合判断被测VBE装置故障情况。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (2)
1.一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统，其特征在于：包括后台工作站、网络规约转换装置、对时装置和测试装置；
所述测试装置为被测阀基电子设备提供信号接口，并根据预设的判定逻辑判定被测阀基电子设备功能是否正常；
所述测试装置、对时装置和被测阀基电子设备接入后台通讯网络，规约转换装置对前述测试装置、对时装置和被测阀基电子设备采用的各种类型规约进行转换，转换后接入后台工作站，从而组成测试系统的通讯网络；
所述后台工作站安装人机交互终端，该终端通过上述通讯网络收集所接入装置运行信息，依据收集到的信息提供人机交互功能；
所述对时装置为本测试系统内其他装置提供多种规约的对时信号。
2.如权利要求1所述的一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统，其特征在于：所述测试装置模拟冗余的换流器控制单元的控制信号接口，分别为第一控制单元和第二控制单元，两个控制单元通过值班状态信号确保其中有且只有一个控制单元为值班状态。
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Cited By (2)
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| CN111796176A (zh) * | 2019-03-19 | 2020-10-20 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种晶闸管换流阀阀基电子设备测试系统 |
| CN112415354A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-26 | 许继集团有限公司 | 一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法 |
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| CN112415354B (zh) * | 2020-10-15 | 2023-08-15 | 许继集团有限公司 | 一种交流耗能换流阀晶闸管级单元检测方法 |
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