KR20200072554A - 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치 - Google Patents

바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 내의 서브 모듈을 검사하기 위한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치를 공개하며, 구체적으로, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 N개의 서브 모듈로 분할하되, N은 2보다 크거나 같고, N은 자연수이며; 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되고, 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받는 경우에 있어서, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 제어 장치는 일정한 시간 주기에 따라 각각의 서브 모듈을 순차적으로 트리거링하고, 각각의 서브 모듈이 정상적으로 작동될 수 있는 지의 여부를 검측하여, 정상 동작할 수 없으면 경보 신호를 발송한다. 상술한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치는 바이패스 사이리스터 밸브 그룹에 있어서 장기간 도통하지 않은 상태에 있는 사이리스터의 성능을 모니터링하는 문제를 효과적으로 해결하여, 보호되는 전압원 컨버터가 안전하게 작동함을 보장한다.

Description

바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치
본 발명은 유연 직류 송전, 고압 직류 송전 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
전압원 컨버터를 기반으로 하는 직류 송전의 장점은 제어 가능성이 높고, 패시브 시스템에 접속시킬 수 있으며, 무효 전력 보상 장치가 필요하지 않다는 것이고; 단점은 컨버터 스위치의 소모가 크고, 인버터 측 교류 시스템 또는 컨버터에 고장이 발생하는 경우, 특히 컨버터와 컨버터 변압기 사이의 밸브 영역에 고장이 발생하는 경우, 컨버터에 비교적 큰 전압 및 전류 충격이 발생하며, 심할 경우에는 심지어 컨버터가 손상될 수 있다는 것이다. 정류 측에 초래되는 직류 전압 및 직류 전류 충격을 방지하기 위해서는, 일반적으로 전압원 컨버터의 브릿지 암에 피뢰기를 병렬 연결하는데, 피뢰기를 전압원 컨버터의 브릿지 암에 병렬 연결하는 데에 필요한 용량이 크기 때문에, 공정 구현의 난이도가 비교적 높다. 명칭이 “하이브리드 직류 송전 컨버터 및 직류 송전 장치”이고, 출원번호가 CN201510010158.1인 중국 특허는 하이브리드 직류 송전 컨버터를 제안하였으며, 여기서, 전압원 타입 밸브 그룹은 인덕터와 연결된 후에 바이패스 스위치와 병렬로 회로에 연결되고, 바이패스 스위치로는 전력 전자 스위치가 사용되는데, 이 방식은 컨버터를 보호하는 효과가 더 우수하지만, 전력 전자 스위치에 대해 모니터링을 수행하여, 심각한 고장의 경우에 있어서 정상적으로 도통할 수 있음을 보장함으로써 전압원 컨버터를 보호해야 한다.
본 발명의 목적은, 전압원 컨버터 직류 측 양단에 병렬 연결된 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 내의 서브 모듈을 검사하여, 심각한 고장인 경우에 있어서 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상적으로 도통할 수 있음을 보장하기 위한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법을 제공하고; 또한, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 제어하여 상술한 검사 방법을 구현하는 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 목적을 달성하고자, 본 발명이 사용하는 기술적 해결수단은 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 내의 서브 모듈을 검사하기 위한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법으로서, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 N개의 서브 모듈로 분할하되, N은 2보다 크거나 같고, N은 자연수이며; 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받는 경우에 있어서, 일정한 시간 주기에 따라 각각의 서브 모듈을 순차적으로 트리거링하고, 각각의 서브 모듈이 정상 동작 가능한지의 여부를 검측하여, 정상 동작할 수 없으면 경보 신호를 발송한다.
상술한 해결수단에 있어서, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 직렬 연결된 복수의 사이리스터로 구성된 브릿지 암을 하나만 포함하고, 또한 대응되는 제어 보호 회로를 포함하며; 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 전압원 컨버터 또는 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 분기 회로 상의 전압원 컨버터를 바이패스한다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 N개의 서브 모듈로 분할되는 원칙은, 단일 서브 모듈이 도통하면, 도통하지 않은 나머지 서브 모듈이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받을 수 있음을 만족시키는 것이다.
상술한 일정한 시간 주기에 따라 각각의 서브 모듈을 순차적으로 트리거링하는 것은, 순서에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하거나, 일정한 확률 알고리즘에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하는 것을 가리키되, 상기 일정한 시간 주기 내에 각각의 서브 모듈이 적어도 한번 트리거링됨을 보장해야 하며; 상술한 일정한 시간 주기는 초 단위이거나, 분 단위이거나, 시간 단위이거나, 일 단위이거나, 월 단위이거나, 연도 단위이다.
상술한 각각의 서브 모듈이 정상 동작 가능한지의 여부를 검측하는 것은 각각의 서브 모듈이 오프 상태에서 온 상태로 되는 것인지, 온 상태에 있는 것인지, 또는 온 상태에서 오프 상태로 되는 것인지를 검측하여 판단하는 것이다.
상술한 서브 모듈이 정상 동작한다는 것은 서브 모듈 내의 모든 사이리스터가 모두 정상적으로 도통할 수 있거나, 서브 모듈에 일정한 리던던시(redundancy; 여분)가 설정되어 있어, 서브 모듈 내에서 도통할 수 없는 사이리스터의 수가 상기 리던던시보다 적게 검출될 경우를 가리키는 것으로, 검사를 계속하고; 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 투입되어야 할 경우, 도통할 수 없는 사이리스터는 보호적 트리거링 또는 절연파괴(breakdown)를 통해 전류 흐름을 실현한다.
상술한 전압원 컨버터는 2레벨 컨버터, 다이오드 클램프 멀티레벨 컨버터(Diode Clamped Multi-Level Inverter), 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC), 하이브리드 멀티레벨 컨버터(Hybrid Multilevel Converter, HMC), 2레벨 캐스케이드형 컨버터(CSL) 또는 스택형 2레벨 컨버터(CTL) 중 하나 또는 복수이며, 이는 턴 오프 가능 전제어(fully-controlled) 전력 반도체로 구성된다. 턴 오프 가능 전제어 전력 반도체는 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT), 통합 게이트 정류 사이리스터(Integrated Gate Commutated Thyristor, IGCT), 턴 오프 가능 다이리스터(gate turn-off thyristor, GTO), 전계효과 트랜지스터(Power MOSFET), 전자 주입 강화 절연 게이트 트랜지스터(Injection enhanced gate transistor, IEGT), 게이트 정류 사이리스터(Gate commutated thyristor, GCT) 또는 탄화 규소 강화 접합 전계 효과 트랜지스터(SiC-JFET) 중 하나 또는 복수 종류이다.
본 발명은 또한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 내의 서브 모듈을 검사하기 위한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치를 제공하며, 제어 장치는 밸브 그룹 제어 유닛, 밸브 베이스 전자 유닛 및 사이리스터 제어 유닛을 포함하고, 여기서,
밸브 그룹 제어 유닛은, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 N개의 서브 모듈로 분할하되, N은 2보다 크거나 같고, N은 자연수이며; 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받는 경우에 있어서, 일정한 시간 주기에 따라 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 상이한 서브 모듈의 밸브 베이스 전자 유닛에 제어 펄스를 순차적으로 발송하고, 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하며, 만약 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하지 못하면, 경보 신호를 발송하고;
밸브 베이스 전자 유닛은, 밸브 그룹 제어 유닛의 제어 펄스 및 사이리스터 제어 유닛의 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호를 수신하고, 사이리스터 제어 유닛의 사이리스터 도통 신호를 수신하며, 또한 사이리스터 제어 유닛에 트리거 펄스를 발송하고, 밸브 그룹 제어 유닛에 서브 모듈 도통 신호를 발송하며;
사이리스터 제어 유닛은, 제어 회로, 에너지 저장 회로 및 저항 커패시턴스 방전 회로를 포함하되; 제어 회로는 밸브 베이스 전자 유닛의 트리거 펄스를 수신하고, 또한 밸브 베이스 전자 유닛에 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호를 발송하여, 밸브 베이스 전자 유닛에 사이리스터 도통 신호를 발송하기 위한 것이고; 에너지 저장 회로는 2개의 정적 균압 저항 및 하나의 에너지 저장 커패시턴스를 적어도 포함하고, 사이리스터 턴 온 전에, 사이리스터가 정상적으로 턴 온되기에 충분한 에너지를 획득 가능하며; 저항 커패시턴스 방전 회로는, 하나의 저항 및 하나의 커패시턴스를 적어도 포함하되, 양자는 직렬 연결되며, 사이리스터 턴 온 이후, 사이리스터가 정상적으로 도통하기에 충분한 에너지를 획득 가능하다.
상술한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 직렬 연결된 복수의 사이리스터로 구성된 브릿지 암을 하나만 포함하고, 또한 대응되는 제어 보호 회로를 포함하며; 상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 전압원 컨버터 또는 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 분기 회로 상의 전압원 컨버터를 바이패스한다. 상술한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 N개의 서브 모듈로 분할되는 원칙은, 단일 서브 모듈이 도통하면, 도통하지 않은 나머지 서브 모듈이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받을 수 있음을 만족시키는 것이다.
상술한 일정한 시간 주기에 따라 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 상이한 서브 모듈의 밸브 베이스 전자 유닛에 제어 펄스를 순차적으로 발송하는 것은, 순서에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하거나, 일정한 확률 알고리즘에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하는 것을 가리키되, 상기 일정한 시간 주기 내에 각각의 서브 모듈이 적어도 한번 트리거링됨을 보장해야 하며; 상기 일정한 시간 주기는 초 단위이거나, 분 단위이거나, 시간 단위이거나, 일 단위이거나, 월 단위이거나, 연도 단위이다.
상술한 밸브 그룹 제어 유닛이 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하는 것은, 서브 모듈 내의 모든 사이리스터가 모두 도통하거나, 일정한 리던던시가 설정되어 있어, 서브 모듈 내에서 상술한 리던던시를 초과하지 않는 사이리스터가 모두 도통하는 것을 가리키며; 상술한 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호가 수신되지 않는 것은, 서브 모듈 내의 어느 하나 또는 복수의 사이리스터가 도통하지 않거나, 서브 모듈 내에서 상기 리던던시를 초과하는 사이리스터가 도통하지 않는 것을 가리킨다.
상술한 사이리스터 제어 유닛이 밸브 베이스 전자 유닛에 발송하는 사이리스터 도통 신호는, 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호가 사라지거나, 사이리스터에 전류가 흐르거나, 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호가 다시 나타나는 것을 통하여 발송된다. 상술한 사이리스터 제어 유닛의 제어 회로는 보호적 트리거 기능을 구비하고, 사이리스터가 밸브 베이스 전자 유닛의 트리거 펄스를 수신하지 못한 경우, 사이리스터가 절연파괴되기 이전에, 사이리스터에 대해 보호적 트리거링을 수행한다.
본 발명의 유익한 효과는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 도통하지 않을 때 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 각각의 서브 모듈의 상태를 검측하여, 서브 모듈의 상태가 비정상적이면 경보 신호를 발송하는 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법 및 제어 장치를 제공함으로써, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹에 있어서 장기간 도통하지 않은 상태에 있는 사이리스터의 성능을 모니터링하는 문제를 효과적으로 해결하는 것이다.
도 1은 발송단이 전류형 컨버터에 기반하고, 수신단이 전압원 컨버터에 기반하는 하이브리드 직류 송전의 회로 구조이다.
도 2는 발송단이 전류형 컨버터에 기반하고, 수신단이 전압원 컨버터에 기반하는 하이브리드 직류 송전의 회로 구조이다.
도 3은 본 발명의 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법이다.
도 4는 본 발명의 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치이다.
도 5는 본 발명의 사이리스터 제어 유닛의 회로이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하되, 동일한 컴포넌트는 동일한 도면 부호로 표기된다.
전압원 컨버터에 기반하는 직류 송전 시스템에 있어서 인버터 측 교류 시스템 또는 컨버터에 고장이 발생하는 경우, 특히 컨버터와 컨버터 변압기 사이의 밸브 영역에 고장이 발생하는 경우, 컨버터에 비교적 큰 전압 및 전류 충격이 발생하며, 심할 경우 심지어 컨버터가 손상될 수 있다. 정류 측에 초래되는 직류 전압 및 직류 전류 충격을 방지하기 위해, 전압원 컨버터 직류 측 양단에 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 같은 바이패스 전력 전자 스위치를 병렬 연결한다. 전압원 컨버터 직류 측 양단에 병렬 연결된 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 심각한 고장인 경우에만 누설 전류를 도통하고, 정상 동작시에는 도통하지 않는다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 항상 정상 상태에 있도록 하는 것을 확보하기 위해, 일정한 시간 주기에 따라 바이패스 사이리스터 밸브 그룹에 대해 검측을 수행하여, 심각한 고장인 경우에 있어서 정상적으로 도통할 수 있음을 보장함으로써 전압원 컨버터를 보호해야 한다.
도 1은 발송단이 전류형 컨버터(Line-Commutated Converter, LCC)에 기반하고, 수신단이 전압원 컨버터에 기반하는 하이브리드 직류 송전의 실시예를 도시한다. 정류 측 전류형 컨버터(7)는 교류 시스템(8)의 교류 전력을 컨버터 변압기(10)를 거쳐 직류 전력으로 전환시키고, 직류 라인(5)을 통해 한류 리액터(current-limiting reactor)(4)를 거쳐 인버터 측 전압원 컨버터(1)로 발송하며, 직류 전력을 주 변압기(11)를 거쳐 교류 전력으로 전환시켜 교류 시스템(9)으로 발송한다. 여기서, 전류형 컨버터(7)는 6 펄스 브릿지 회로 또는 12 펄스 브릿지 회로이고, 턴 오프 불가한 전제어 전력 반도체로 구성되며, 일반적으로 턴 오프 불가한 사이리스터를 사용하고; 전압원 컨버터(1)는 2레벨 컨버터, 다이오드 클램프 멀티레벨 컨버터(Diode Clamped Multi-Level Inverter), 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC), 하이브리드 멀티레벨 컨버터(Hybrid Multilevel Converter, HMC), 2레벨 캐스케이드형 컨버터(CSL) 또는 스택형 2레벨 컨버터(CTL)이며, IGBT, IGCT와 같은 턴 오프 가능 전제어 전력 반도체로 구성된다.
단상 교류 접지 고장과 같이, 교류 시스템(9)에 경미한 고장이 발생하여, 전압원 컨버터(1)가 종료될 필요가 없는 경우, 정류 측 전류형 컨버터(7)는 과전압 또는 과전류를 검출한 후, 트리거 각도를 조절하여 직류 전류의 증가를 억제하고, 정류 측의 제어 기능을 통해 과전압 또는 과전류를 제거할 수 있다.
3상 교류 단락 고장과 같이, 교류 시스템(9)에 심각한 고장이 발생하여, 전압원 컨버터(1)가 종료되어야 할 경우, 인버터 측 전압원 컨버터(1)의 전력은 정상적으로 발송될 수 없으며, 정류 측 전류형 컨버터의 각도 조절이 비교적 느리므로, 정류 측 전류형 컨버터(7)는 인버터 측 전압원 컨버터(1)를 계속하여 충전하게 되는데, 이는 인버터 측 전압원 컨버터(1)에 과전압, 과전류 현상을 초래한다. 인버터 측 전압원 컨버터(1)의 손상을 방지하기 위해, 교류 시스템(9)에 심각한 고장이 발생하거나 컨버터 전압 및 전류가 임계값을 초과한 것이 검출되면, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 투입시키고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)과 전압원 컨버터(1) 사이의 연결 스위치(3)를 열어, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 전류가 0으로 될 때까지 턴 오프되도록 제어하며, 고장이 사라진 후, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)과 전압원 컨버터(1) 사이의 연결 스위치(3)를 닫아, 전압원 컨버터(1)를 접속시킨다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)이 신속하고 신뢰성 있게 턴 오프됨을 보장하기 위해, 직류 전류가 비교적 작거나 0일 때 메인 회로 중성선에 있는 스위치(6)를 열고, 전류가 0을 지난 후에 다시 스위치(6)를 닫을 수도 있다.
도 2는 발송단이 전류형 컨버터 직렬 구조에 기반하고, 수신단이 전류형 컨버터 및 전압원 컨버터 직렬 구조에 기반하는 하이브리드 직류 송전의 실시예를 도시한다. 정류 측 전류형 컨버터(7)는 교류 시스템(8)의 교류 전력을 컨버터 변압기(10)를 거쳐 직류 전력으로 전환시키고, 직류 라인(5)을 통해 인버터 측 전류형 컨버터(7) 및 전압원 컨버터(1)로 발송하며, 직류 전력을 주 변압기(11)를 거쳐 교류 전력으로 전환시켜 교류 시스템(9)으로 발송한다. 전류형 컨버터(7)의 음극 및 전압원 컨버터(1)의 양극은 서로 연결된다.
단상 교류 접지 고장과 같이, 교류 시스템(9)에 경미한 고장이 발생하여, 전압원 컨버터(1)가 종료될 필요가 없는 경우, 인버터 측의 전류형 컨버터(7)에 위상 전환 실패가 발생하고, 전압원 컨버터(1)는 고장 통과를 구현하며, 정류 측 전류형 컨버터는 인버터 측에서 발송한 고장 정보를 수신한 이후, 트리거 각도를 조절하여 직류 전류의 증가를 억제하고, 정류 측의 제어 기능을 통해 과전압 또는 과전류를 제거할 수 있다.
3상 교류 순간 단락 고장과 같이, 교류 시스템(9)에 심각한 고장이 발생하여, 전압원 컨버터(1)가 종료되어야 할 경우, 순간 자가 복원될 수 있는 고장이면, 인버터 측 전압원 컨버터(1)의 전력은 순간 정상적으로 발송될 수 없고, 정류 측 전류형 컨버터(7)의 각도 조절이 비교적 느리므로, 인버터 측 전류형 컨버터(7)는 전력을 발송할 수 없으며, 정류 측 전류형 컨버터(7)는 인버터 측 전압원 컨버터(1)만을 충전하게 되는데, 이는 인버터 측 전압원 컨버터(1)에 더욱 심각한 과전압, 과전류 현상을 초래한다. 인버터 측 전압원 컨버터(1)의 손상을 방지하기 위해, 교류 시스템에 심각한 고장이 발생하여 컨버터 전압 및 전류가 임계값을 초과한 것이 검출되면, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 투입시키고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)과 전압원 컨버터(1) 사이의 연결 스위치(3)를 열어, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 전류가 0으로 될 때까지 턴 오프되도록 제어하며, 고장이 사라진 후, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)과 전압원 컨버터(1) 사이의 연결 스위치(3)를 닫아, 전압원 컨버터(1)를 접속시킨다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)이 신속하고 신뢰성 있게 턴 오프됨을 보장하기 위해, 직류 전류가 비교적 작거나 0일 때 메인 회로 중성선에 있는 스위치(6)를 열고, 전류가 0을 지난 후에 다시 스위치(6)를 닫을 수도 있다.
컨버터 자체 고장과 같이, 전압원 컨버터(1)에 심각한 고장이 발생하여, 전압원 컨버터(1)가 종료되어야 할 경우, 순간적으로 자가 복원될 수 없는 고장이면, 전압원 컨버터(1)는 종료되어야 하고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 투입시키고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)과 전압원 컨버터(1) 사이의 연결 스위치(3)를 열며, 전류형 컨버터(7)가 계속하여 작동함을 보장하기 위해, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)은 전류를 계속 흐르게 하거나 바이패스 스위치(13)를 닫아 전류 경로를 제공한다. 인버터 측 교류 시스템(9) 또는 전류형 컨버터(7)에 심한 고장이 발생하고, 전류형 컨버터(7)가 종료되어야 할 경우, 전류형 컨버터(7)를 켠 바이패스 페어, 및 바이패스 스위치(12)는 전압원 컨버터(1)에 전류 경로를 제공한다.
도 3은 본 발명이 제공하는 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법으로, 도 1 및 도 2의 전압원 컨버터(1) 또는 전압원 컨버터(1)의 직렬 분기 회로에 병렬 연결된 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 검사하되, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 N개의 서브 모듈로 분할하고, 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되며, 단일 서브 모듈이 도통하면, 도통하지 않은 나머지 서브 모듈은 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받을 수 있다. 초기화 절차에서, 카운터 t ＝ 0이고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받으면, 카운터는 t부터 증가하기 시작하고, t가 T1까지 증가하면, 서브 모듈 1을 트리거링하여, 서브 모듈 1이 정상적으로 도통하면, 계속하여 다른 서브 모듈을 검사하고, 서브 모듈 1이 고장이면, 서브 모듈 1이 고장이라는 경보 신호를 발송하며, 검사를 정지한다. t가 2*T1까지 증가하면, 서브 모듈 2를 트리거링하여, 서브 모듈 2가 정상적으로 도통하면, 계속하여 다른 서브 모듈을 검사하고, 서브 모듈 2가 고장이면, 서브 모듈 2가 고장이라는 경보 신호를 발송하며, 검사를 정지한다. 고장이 없으면, t는 계속하여 증가하고, t가 N*T1까지 증가하면, 서브 모듈 N을 트리거링하여, 서브 모듈 N이 정상적으로 도통하면, 계속하여 다른 서브 모듈을 검사하고, 서브 모듈 N이 고장이면, 서브 모듈 N이 고장이라는 경보 신호를 발송하며, 검사를 정지한다. t > N*T1이면 t ＝ 0이고, 서브 모듈 1을 다시 검사한다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 매우 낮은 순방향 전압을 인가 받으면, 서브 모듈이 도통하도록 트리거링하지 않고, 또한 전압이 낮다는 경보 신호를 발송한다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 매우 높은 순방향 전압을 인가 받지만 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 정격값보다 낮으면, 서브 모듈이 도통하도록 트리거링하지 않으며, 전압이 높다는 경보 신호를 발송한다. 전압이 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 정격값보다 높으면, 전체 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 서브 모듈을 트리거링한다. 전압원 컨버터로부터 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 투입하라는 명령을 수신하면, 검사를 정지하고, 전체 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 서브 모듈을 트리거링한다. 상술한 서브 모듈이 정상적으로 도통한다는 것은 서브 모듈 내의 모든 사이리스터가 모두 정상적으로 도통하거나 또는 서브 모듈에 일정한 리던던시가 설정되어 있어, 서브 모듈 내에서 도통할 수 없는 사이리스터의 수가 상기 리던던시보다 적게 검출될 경우로서, 검사를 계속하고; 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 투입되어야 할 경우, 도통할 수 없는 사이리스터는 보호적 트리거링 또는 절연파괴를 통해 전류 흐름을 실현한다.
도 4는 본 발명이 제공하는 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치로서, 상기 장치는 밸브 그룹 제어 유닛(VCU)(14), 밸브 베이스 전자 유닛(VBE)(15) 및 사이리스터 제어 유닛(TCU)(16)을 포함하고, 도 1 및 도 2의 전압원 컨버터(1)에 병렬 연결된 바이패스 사이리스터 밸브 그룹(2)을 검사한다. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 서브 모듈 1, 서브 모듈 2, …… 서브 모듈 N으로 분할되고, 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되며; 단일 서브 모듈이 도통하면, 도통하지 않은 나머지 서브 모듈은 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받을 수 있다.
밸브 그룹 제어 유닛(VCU)(14)은, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받는 것을 검측하는데, 일정한 시간 주기에 따라 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 서브 모듈 1, 서브 모듈 2, …… 서브 모듈 N의 밸브 베이스 전자 유닛(VBE)(15)에 제어 펄스(CP)를 발송하고 또한 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하며, 만약 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하지 못하면, 경보 신호를 발송한다.
밸브 베이스 전자 유닛(VBE)(15)은, 밸브 그룹 제어 유닛(VCU)(14)의 제어 펄스(CP) 및 사이리스터 제어 유닛(TCU)(16)의 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호(IP) 및 사이리스터 도통 신호(CS)를 수신하고, 또한 사이리스터 제어 유닛(TCU)(16)에 트리거 펄스(FP)를 발송하고 밸브 그룹 제어 유닛에 서브 모듈 도통 신호를 발송한다. 서브 모듈 도통 신호는 서브 모듈 내의 모든 사이리스터가 모두 도통하는 것을 가리킨다.
사이리스터 제어 유닛(TCU)(16)은, 도 5에 그 회로 구조도가 도시되어 있고, 제어 회로(17), 에너지 저장 회로(18) 및 저항 커패시턴스 방전 회로(19)를 포함하며; 제어 회로(17)는 밸브 베이스 전자 유닛(VBE)(15)의 트리거 펄스(FP)를 수신하고, 또한 밸브 베이스 전자 유닛(VBE)(15)에 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호(IP), 사이리스터 도통 신호(CS)를 발송하며; 에너지 저장 회로(18)는 2개의 정적 균압 저항(R1, R2) 및 하나의 에너지 저장 커패시턴스(C1)를 적어도 포함하고, 사이리스터 턴 온 전에, 사이리스터(T1)가 정상적으로 턴 온되기에 충분한 에너지를 획득 가능하며; 저항 커패시턴스 방전 회로(19)는, 하나의 저항(R3) 및 하나의 커패시턴스(C2)를 적어도 포함하고, 양자는 직렬로 연결되며, 사이리스터(T1) 턴 온 이후, 사이리스터가 정상적으로 도통하기에 충분한 에너지를 획득 가능하다.
선택 가능하게, 사이리스터 도통 신호(CS)는 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호(IP)를 이용하여 간접적으로 판단되며, 밸브 그룹 제어 유닛(VCU)(14)이 제어 펄스(CP)를 발송할 경우, 단시간 내에 사이리스터 제어 유닛(TCU)(16)에 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호(IP)가 나타나는 것이 검출되면, 사이리스터(T1)에 도통에서부터 턴 오프까지 순방향 전압을 인가 받은 과정이 한 차례 발생하였음을 증명한다.
사이리스터 제어 유닛(TCU)(16)의 제어 회로(17)는 보호적 트리거 기능을 구비하여, 사이리스터(T1)가 밸브 베이스 전자 유닛의 트리거 펄스를 수신하지 못하면, 사이리스터(T1)가 절연파괴되기 이전에, 사이리스터(T1)에 대해 보호적 트리거링을 수행한다.
이상 실시예는 단지 본 발명의 기술적 사상을 설명한 것일 뿐, 본 발명의 보호 범위를 한정하려는 것이 아니며, 본 발명이 제공하는 기술적 사상에 따라 기술적 해결수단의 기초 상에서 이루어진 어떠한 변동도 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.

Claims (14)

  1. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 내의 서브 모듈을 검사하기 위한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법으로서,
    바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 N개의 서브 모듈로 분할하되, N은 2보다 크거나 같으며, N은 자연수이고; 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받는 경우에 있어서, 일정한 시간 주기에 따라 각각의 서브 모듈을 순차적으로 트리거링하고, 각각의 서브 모듈이 정상 동작 가능한지의 여부를 검측하여, 정상 동작할 수 없으면 경보 신호를 발송하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 직렬 연결된 복수의 사이리스터로 구성된 브릿지 암을 하나만 포함하고, 또한 대응되는 제어 보호 회로를 포함하며; 상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 전압원 컨버터 또는 해당 바이패스 밸브 그룹과 병렬 연결된 분기 회로 상의 전압원 컨버터를 바이패스하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 N개의 서브 모듈로 분할되는 원칙은, 단일 서브 모듈이 도통하면, 도통하지 않은 나머지 서브 모듈이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받을 수 있음을 만족시키는 것임을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 일정한 시간 주기에 따라 각각의 서브 모듈을 순차적으로 트리거링하는 것은, 순서에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하거나, 일정한 확률 알고리즘에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하는 것을 가리키되, 상기 일정한 시간 주기 내에 각각의 서브 모듈이 적어도 한번 트리거링됨을 보장해야 하며; 상기 일정한 시간 주기는 초 단위이거나, 분 단위이거나, 시간 단위이거나, 일 단위이거나, 월 단위이거나, 연도 단위인 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 서브 모듈이 정상 동작 가능한지의 여부를 검측하는 것은 각각의 서브 모듈이 오프 상태에서 온 상태로 되는 것인지, 온 상태에 있는 것인지, 또는 온 상태에서 오프 상태로 되는 것인지를 검측하여 판단하는 것임을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서브 모듈이 정상 동작한다는 것은 서브 모듈 내의 모든 사이리스터가 모두 정상적으로 도통할 수 있거나, 서브 모듈에 일정한 리던던시가 설정되어 있어, 서브 모듈 내에서 도통할 수 없는 사이리스터의 수가 상기 리던던시보다 적게 검출될 경우를 가리키는 것으로, 검사를 계속하고; 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 투입되어야 할 경우, 도통할 수 없는 사이리스터는 보호적 트리거링 또는 절연파괴를 통해 전류 흐름을 실현하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 방법.
  7. 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 내의 서브 모듈을 검사하기 위한 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치로서,
    상기 제어 장치는 밸브 그룹 제어 유닛, 밸브 베이스 전자 유닛 및 사이리스터 제어 유닛을 포함하되,
    밸브 그룹 제어 유닛은, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹을 N개의 서브 모듈로 분할하되, N은 2보다 크거나 같고, N은 자연수이며; 각각의 서브 모듈은 직렬 연결된 하나 또는 복수의 사이리스터로 구성되고, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받는 경우에 있어서, 일정한 시간 주기에 따라 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 상이한 서브 모듈의 밸브 베이스 전자 유닛에 제어 펄스를 순차적으로 발송하고, 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하며, 만약 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하지 못하면, 경보 신호를 발송하고;
    밸브 베이스 전자 유닛은, 밸브 그룹 제어 유닛의 제어 펄스 및 사이리스터 제어 유닛의 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호를 수신하고, 사이리스터 제어 유닛의 사이리스터 도통 신호를 수신하며, 또한 사이리스터 제어 유닛에 트리거 펄스를 발송하고, 밸브 그룹 제어 유닛에 서브 모듈 도통 신호를 발송하며;
    사이리스터 제어 유닛은, 밸브 베이스 전자 유닛의 트리거 펄스를 수신하고, 밸브 베이스 전자 유닛에 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호를 발송하여, 밸브 베이스 전자 유닛에 사이리스터 도통 신호를 발송하기 위한 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사이리스터 제어 유닛은 에너지 저장 회로 및 저항 커패시턴스 방전 회로를 더 포함하되;
    상기 에너지 저장 회로는 2개의 정적 균압 저항 및 하나의 에너지 저장 커패시턴스를 적어도 포함하고, 사이리스터 턴 온 전에, 사이리스터가 정상적으로 턴 온되기에 충분한 에너지를 획득할 수 있으며; 상기 저항 커패시턴스 방전 회로는, 하나의 저항 및 하나의 커패시턴스를 적어도 포함하되, 양자는 직렬 연결되며, 사이리스터 턴 온 이후, 사이리스터가 정상적으로 도통하기에 충분한 에너지를 획득 가능한 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 직렬 연결된 복수의 사이리스터로 구성된 브릿지 암을 하나만 포함하고, 또한 대응되는 제어 보호 회로를 포함하며; 상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹은 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 전압원 컨버터 또는 해당 바이패스 사이리스터 밸브 그룹과 병렬 연결된 분기 회로 상의 전압원 컨버터를 바이패스하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 바이패스 사이리스터 밸브 그룹이 N개의 서브 모듈로 분할되는 원칙은, 단일 서브 모듈이 도통하면, 도통하지 않은 나머지 서브 모듈이 정상 작동시 순방향 전압을 인가 받을 수 있음을 만족시키는 것임을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 일정한 시간 주기에 따라 바이패스 사이리스터 밸브 그룹의 상이한 서브 모듈의 밸브 베이스 전자 유닛에 제어 펄스를 순차적으로 발송하는 것은, 순서에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하거나, 일정한 확률 알고리즘에 따라 각각의 서브 모듈을 트리거링하는 것을 가리키되, 상기 일정한 시간 주기 내에 각각의 서브 모듈이 적어도 한번 트리거링됨을 보장해야 하며; 상기 일정한 시간 주기는 초 단위이거나, 분 단위이거나, 시간 단위이거나, 일 단위이거나, 월 단위이거나, 연도 단위인 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 밸브 그룹 제어 유닛이 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호를 수신하는 것은, 서브 모듈 내의 모든 사이리스터가 도통하거나, 일정한 리던던시가 설정되어 있어, 서브 모듈 내에서 상기 리던던시를 초과하지 않는 사이리스터가 모두 도통하는 것을 가리키며; 상기 밸브 베이스 전자 유닛의 서브 모듈 도통 신호가 수신되지 않는 것은, 서브 모듈 내의 어느 하나 또는 복수의 사이리스터가 도통하지 않거나, 서브 모듈 내에서 상기 리던던시를 초과하는 사이리스터가 도통하지 않는 것을 가리키는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 사이리스터 제어 유닛이 밸브 베이스 전자 유닛에 발송하는 사이리스터 도통 신호는, 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호가 사라지거나, 사이리스터에 전류가 흐르거나, 사이리스터가 순방향 전압을 인가 받는다는 신호가 다시 나타나는 것을 통하여 발송되는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 사이리스터 제어 유닛의 제어 회로는 보호적 트리거 기능을 구비하고, 사이리스터가 밸브 베이스 전자 유닛의 트리거 펄스를 수신하지 못한 경우, 사이리스터가 절연파괴되기 이전에, 사이리스터에 대해 보호적 트리거링을 수행하는 것을 특징으로 하는, 바이패스 사이리스터 밸브 그룹 검사 제어 장치.
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