SE515547C2 - Förfarande och system för funktionskontroll av ventilenheter - Google Patents

Description

lO 15 20 25 i 3:0 35 H ...- 515 547 2 anläggningen tas ur drift medan en eller flera operatörer medelst delvis manuella operationer gör felsökning för att avgöra om allt fungerar korrekt eller om någon komponent är behäftad med fel. Om operatörerna upptäcker att någon fel- funktion finns i HVDC-anläggningen så àtertår att fastställa vilken eller vilka komponenter i systemet det är som orsakar felfunktionen.

Det är tidigare känt att registrera frånvaron av de nämnda indikerpulserna, vilket gör det möjligt att detektera exis- tensen av eventuella trasiga tyristorer, med hänsyn till att dessa vid felfunktion oftast är kortslutna, varför någon spänning i framriktningen aldrig uppkommer och någon indiker- puls därför aldrig utsändes från en så felbehäftad ventil- enhet.

Enligt känd teknik tjänar indikeringspulserna två olika ändamål. Dels används de för att hindra att någon av halv- ledarna erhåller tändsignal innan spänningen över densamma är tillräcklig, dels registreras avsaknaden av indikeringspulser från någon av styrkretsarna centralt, varigenom man kan hålla reda på vilka av halvledarna som gått sönder. Man kan tolere- ra att ett mindre antal av de seriekopplade halvledarna blivit permanent kortslutna, eftersom de övriga förmår ta upp deras andel av den totala spänningen, för att endast vid underhållsarbete genomföra ett utbyte.

M/g 3; g; i j: r ï/f/ I den svenska patentansökan 9202500-6 beskrivs ett sätt för feldetektering genom att välja ut en enstaka ventilenhet och till den utvalda ventilenheten pàföra en tändsignal utan att tillföra någon tändsignal till övriga ventilenheter. Genom att därefter detektera tidpunkten för uppkomst av en indiker- signal från den utvalda ventilenheten samt tidpunkterna för motsvarande indikerpulser från de övriga ventilenheterna i samma likriktarenhet kan en felaktig funktion hos den utvalda ventilenheten detekteras. 10 15 20 25 515 547 3 Det kända förfarandet innebär emellertid att det är nödvän- digt att kunna individuellt aktivera varje enskild ventil- enhet med en individuell tändorderpuls FFX.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande som medger förkortad tidsåtgång för underhåll av en HVDC-anläggning.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förenklat förfarande för funktionskontroll och feldiagnos av ett flertal ventilenheter i en HVDC-anläggning.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett för- farande för funktionskontroll som kan tillämpas under normal drift av HVDC-anläggningen, samt ett system för att utföra förfarandet.

Vidare vill man kunna kontrollera om tändningen sker på avsett sätt med hjälp av ljuständningen och kunna avgöra om i stället tändningen sker på grund av att överspänningsskyddet träder i funktion.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande som möjliggör funktionskontroll under drift med mycket små styr- vinklar.

Dessa syften uppnås med ett förfarande i enlighet med kravet l. Genom detta förfarande alstrar varje styrdon en signalkom- bination av första respektive andra indikersignalen som möj- liggör en automatiserad feldiagnos. Ett system för utförande av förfarandet beskrivs i patentkravet 7. En föredragen utföringsform av styrdonet beskrivs i patentkravet 10. Detta styrdon uppnår syftet att initiera spänningsstyrd tändning om den normala tändningen skulle ha misslyckats. Vid spännings- styrd tändning avges dessutom en andra indikersignal för att informera den centrala styrenheten om att så skett.

En föredragen utföringsform av en styrenhet för samverkan med styrdonet beskrivs i patentkravet 14. På detta vis kan styr- 10 15 20 25 ÉÉBO 35 515 547 4 enheten automatiskt utföra en funktionskontroll under normal drift. Ytterligare särdrag hos uppfinningen beskrivs i de övriga patentkraven.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifogade figurer.

Fig. 1 visar en känd typ av övervakningssystem för ett lik- riktarsystem vid en HVDC-anläggning.

Fig. 2 visar ett övervakningssystem för ett likriktarsystem enligt en utföringsform av uppfinningen. Övervakningssystemet innefattar ett flertal styrdon och en central styrenhet.

Fig. 3 visar ett styrdon enligt en utföringsform av uppfin- ningen.

Fig. 4 visar en central styrenhet enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 5A-5F visar ett exempel på signaler och tidsförlopp för dessa i ett system enligt fig. 2, under normal drift.

Fig. 6A-6F visar ett exempel på signaler och ett tidsförlopp i systemet enligt fig. 2 när ett styrdon rapporterar spän- ningsstyrd tändning.

Fig. 7A-7F visar ett exempel på signaler och tidsförlopp i systemet enligt fig. 2 när ett styrdon varken avger någon första indikersignal eller rapporterar spänningsstyrd tänd- ning.

Fig. 8 är en tabell som illustrerar två minnesvektorer M1 respektive M2 för lagring av de första indikersignalerna (IP) respektive de andra indikersignalerna (SSTP).

Fig. 9A illustrerar ett förfarande som utförs vid ett styrdon TCU i systemet enligt fig. 2. 10 15 20 25 35 1 » » , . . . . . ~ . v 515 547 ëïïïšïííïf' 5 Fig. 9B illustrerar ett förfarande som utförs vid en central styrenhet i systemet enligt fig. 2.

I fig. l visas en del av ett tyristorventilsystem med ett antal seriekopplade tyristorer THYl - THYN, där endast två stycken utritats. Till varje tyristor hör ett intill densamma anordnat, vid tyristorns högspänningspotential liggande styr- don TCUl - TCUN. Dessa enheter ligger alltså på högspänning.

I den vid jordpotential liggande styrutrustningen, visad till vänster om den streckprickade linjen, finns ett antal ljus- pulsalstrare L, som med ljusledare är kopplade till var sitt av styrdonen TCU. Ljuspulsalstrarna kan alla aktiveras samti- digt av en styrpuls CP, varvid tändpulser FP1 - FPN sändes till tyristorernas styrenheter, vilka avger elektriska tänd- pulser för att bringa tyristorerna till att leda.

Den kända tekniken innefattar vidare en individualpulskälla ICP, som via bussen Bl kan mata en tändpuls till bara en, vilken som helst fritt valbart, av ljuskällorna L. På så sätt kan en utvald tyristor tändas individuellt.

Från styrdonen TCU utsändes indikeringspulser IP i form av ljuspulser via andra ljusledare till var sin mottagande detektor D, som alstrar elektriska pulser.

En indikerpuls alstras, enligt den kända tekniken, av ett styrdon TCUX för att indikera att en tillräcklig framspänning uppnåtts för att tyristorn skall kunna tillåtas att motta en tändpuls FP. Indikeringspulserna, som ankommer till detekto- rerna D, hämtas i en annan buss B2 och studeras, t.ex. medelst en mikrodator, vilken alstrar gemensamma styrpulser CP eller en individuell styrpuls ICP.

Fig. 2 visar ett övervakningssystem enligt en utföringsform av uppfinningen. Varje styrdon TCUI - TCUN kan kommunicera med en central styrenhet 10 via ljusledare i likhet med den redovisade kända tekniken. Varje styrdon TCUX innefattar dels medel för att alstra en konventionell indikerpuls IP, dels medel för att alstra en signal SSTP indikerande att spän- 10 15 20 25 r-.BO 35 515 547 6 ningsstyrd tändning inträffat. Båda dessa signaler överförs via ljusledare till den centrala styrenheten 10.

Den centrala styrenheten 10 innefattar ett styrorgan 20 som på känt sätt alstrar en tändorderpuls CP. Den centrala elekt- riska tändorderpulsen CP omvandlas på känt sätt av elektro- optiska organ L till optiska tändordersignaler FPl-FPN för att signalera till styrdonen TCUl - TCUN att bringa tyris- torerna THYl - THYN att leda.

Styrenheten 10 innefattar vidare en utvärderingsenhet 30 till vilken signalerna IP och SSTP levereras. Den av styrorganet alstrade elektriska tändordersignalen CP levereras till ut- värderingsenheten 30 på en ingång 40. De från styrdonen TCU härrörande signalerna IP respektive SSTP levereras på en signalbussingång 42 till utvärderingsenheten 30.

De i denna text beskrivna enheterna 20 respektive 30 kan hårdvarumässigt och mjukvarumässigt vara integrerade som ett enda organ, men beskrivs här som separata enheter för att underlätta förståelsen av uppfinningen.

Fig. 3 visar ett principiellt blockschema av de relevanta delarna i ett styrdon TCUX enligt en utföringsform av uppfin- ningen. Eftersom dessa styrdon är relativt kompletta anord- ningar beskrivs här endast de för uppfinningen mest relevanta delarna, för att underlätta förståelsen av uppfinningen och för klarhet i redogörelsen.

Styrdonet TCUX innefattar organ (ej visade) för att mäta framspänningen över respektive tyristor THYX. En signal som indikerar den uppmätta framspänningen matas in på ledningen 50 och förmedlas till ett antal kriterieenheter 60, 70, 80 respektive 90.

Varje kriterieenhet innebär ett villkor som, ensamt eller i kombination med ett annat villkor, måste vara uppfyllt för att en elektrisk tändpuls skall matas ut på en utgång 100 för leverans till tyristorns THYX styre. lO 15 20 25 ö3° 35 515 547 7 Kriterieenheten 90 alstrar en utsignal när tillräcklig fram- spänning U1, så som exempelvis 30 V, uppnåtts för att tillåta tändning av tyristorn. Denna utsignal levereras till en ingång hos en ELLER-grind 105, vars utgång är kopplad till ett elektrooptiskt organ 110 som kan alstra en optisk in- dikerpuls IP på en optolänkutgång lll. Sålunda alstras in- dikerpulsen IPX när i kriterieenhetens 90 villkor uppfyllts.

Styrdonet har en ingång 106 för mottagning av en tändorder- puls FP från den centrala styrenheten 10.

Om tyristorn av någon anledning inte tänt när övriga tyristo- rer har tänt så kommer framspänningen att uppnå ett andra gränsvärde U2 vid vilket gränsvärde spänningsstyrd tändning av tyristorn skall initieras. Kriterieenheten 60 är anordnad att alstra en hög utsignal "1" när det andra gränsvärdet upp- nåtts. Detta andra gränsvärde kan exempelvis vara en fram- spänning om 7 kV.

Såsom illustreras i fig. 3 är kriterieenhetens 60 utgång förbunden med en ELLER-grind 112 som i sin tur, vid mottagan- de av någon hög insignal orsakar en tändsignal att levereras på utgången 100.

Styrdonet enligt uppfinningen innefattar vidare en OCH-grind 120 med en ingång förbunden med kriterieenhetens 60 utgång, och en andra ingång förbunden med utgången 100 för tändsignal till tyristorn.

OCH-grinden 120 alstrar sålunda en hög signal på sin utgång när kriterieenhetens 60 utsignal är hög och en tändsignal samtidigt levereras på utgången 100. Den höga signalen på OCH-grindens utgång indikerar att spänningsstyrd tändning in- träffar. Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen levereras OCH-grindens 120 utsignal till en andra ingång på ELLER-grinden 105. Sålunda alstras en ljuspuls SSTP indike- rande att spänningsstyrd tändning SST inträffat, av det elektrooptiska organet 110. 10 15 20 25 35 .. n., 515 547 8 Enligt den föredragna utföringsformen är signalpulsen för SST kodad på samma sätt som den konventionella indikatorpulsen IP.

Identifiering av om signalen IP/SSTP på utgången från organet 110 signalerar en indikerpuls eller att spänningsstyrd tänd- ning uppnåtts, den identifieringen utförs av utvärderings- enheten 30 i den centrala styrenheten 10.

Fig. 4 visar ett principiellt blockschema av utvärderings- enheten 30, enligt en utföringsform av uppfinningen. Såsom beskrivits ovan mottar utvärderingsenheten dels en signal på ingången 40, som indikerar när en gemensam tändordersignal CP skickas ut till styrdonen TCU, och dels individuella signaler Il - IN på den mångpoliga ingången 42 från varje styrdon TCU.

Utvärderingsenheten 30 innefattar en RS-vippa 150 för varje styrdon TCU1 - TCUN. Varje IP/SST-signalingång är dels för- bunden till set-ingången på en RS-vippa dels förbunden till en ingång på en ELLER-grind 160. ELLER-grinden 160 har sålun- da en ingång förbunden med var och en av de individuella signalingångarna på bussingången 42.

ELLER-grinden 160 har en utgång som är förbunden med en tid- krets 170, vars utgång är förbunden med en inverterande ingång 180 hos en ELLER-grind 182. ELLER-grinden 182 har en utgång som är förbunden med en ingång 184 hos en OCH-grind 190. OCH-grindens 190 utgång är förbunden med en andra ingång 194 hos ELLER-grinden 182. OCH-grindens 190 utgång är vidare förbunden med en ingång hos en tidkrets 196, vars utgång är förbunden med dels en inverterande ingång 200 och dels med en icke-inverterande ingång 210 hos en processorenhet 220.

Den här beskrivna processorenheten 220 kan i realiteten inne- fatta ett flertal processorer med minnesenheter och signalbe- handlingsorgan. I syfte att underlätta förståelsen av uppfin- ningen beskrivs detta emellertid som en processorenhet 220. 10 15 20 25 lào 35 n.. _. 515 547 9 Processorenheten 220 har vidare en bussingàng 230 för indivi- duell avläsning av RS-vipporna 150, samt en resetutgång 240 som är förbunden med resetingångarna på samtliga RS-vippor.

Processorenheten 220 har vidare en larmutgång 242, samt en bussanslutning 244 via vilken processorn kan kommunicera med styrorganet 20.

Signalingàngen 40 hos utvärderingsenheten 30 är förbunden med ingången hos en monostabil vippa 250. Den monostabila vippans 250 utgång är förbunden med en icke-inverterande ingång 270 hos OCH-grinden 190.

Fig. 5, 6 och 7 illustrerar på ett principiellt sätt hur spänningen UT över tyristorn THY1 kan se ut och exemplifierar hur det ovan beskrivna systemet fungerar.

Fig. 5 visar ett normalt fungerande tändförlopp. Positiv spänning i figurerna betyder positiv framspänning över tyris- torn THY. Framspänningsnivån Ul, indikerar den spänning då en indikerpuls skall alstras av styrdonet TCU, och spännings- nivån U2 indikerar den spänningsnivå då styrdonet TCU skall initiera spänningsstyrd tändning och en SSTP-signal. Spän- ningsnivån U2 kan vara exempelvis i storleksordningen 7000 volt.

Fig. 5B illustrerar en indikerpuls som alstras när spänningen UT passerar gränsvärdet U1. Indikerpulsen levereras från styrdonets TCUl utgång lll till den centrala styrenheten 10 som i beroende därav levererar en gemensam tändorderpuls CP så att tändordersignaler FPl - FPN levereras till samtliga styrdon TCVl - TCVN.

Fig. 5C illusterar den tändpuls FP som erhålles på styrdonets TCV ingång 106. Såsom illustreras av den streckade linjen som utgår från den positiva flanken hos tändpulsen FP i fig. 5C så sjunker spänningen UT över tyristorn till noll eller nära noll till följd av att tyristorn tänder. Framspänningsnivån 530 10 15 20 25 35 > , . - . . . . . . . , 515 547 lO z, .m över tyristorn kvarstår sedan vid en svagt positiv nivå strax över noll volt så länge ström flödar genom tyristorn. När så småningom spänningen över likriktarenheten skiftar tecken och/eller när strömmen i tyristorns ledriktning upphör så blir tyristorn förspänd i sin backriktning så som illustreras med en nollgenomgång 252 i fig. 5A.

Fig SD illustrerar att ingen andra indikersignal SSTP upp- kommer när styrdonet fungerar normalt.

Fig SE illustrerar den signal IPS som alstras av tidkretsen 170.

Fig SF illustrerar den signal KP som styr processorenhetens 220 arbete med avläsningar av minnesenheterna 150.

Fig. 6 illustrerar det fall då tyristorn inte tänder till följd av tändsignalen FP, men i stället tänder till följd av spänningsstyrd skyddständning. Styrdonet TCU alstrar då en indikerpuls IP och styrenheten 10 alstrar en tändsignal FP så som beskrivits ovan men spänningen UT fortsätter att stiga eftersom tyristorn ej tänt. När den positiva framspänningen UT över tyristorn passerar gränsvärdet U2 initierar styrdonet spänningsstyrd tändning, och en signal SSTP alstras för indikering av att spänningsstyrd tändning utförts. Signalen SSTP illustreras i fig. 6D.

Fig. 7 illustrerar det fall då tyristorn vid det aktuella styrdonet TCU är kortsluten. Eftersom varken gränsvärdet U1 eller gränsvärdet U2 uppnås över den aktuella tyristorn så alstras heller inga signaler IP eller SSTP. Emellertid mottar styrdonet TCU ändå en tändsignal FP eftersom någon eller några av de övriga tyristorerna i likriktarenheten upptar spänning och ger klartecken till styrenheten 10 att alstra tändsignalen FP.

Såsom framgår av ovanstående beskrivning av styrdonet TCU och utvärderingsenheten 30 så är systemet enligt den beskrivna 10 15 20 25 5,30 äs 515 547 ll utföringsformen anordnad att överföra signalerna IP respekti- ve SSTP på samma överföringslinje.

Genom jämförelse av fig. 5B med fig. 6D inses att signalerna IP och SSTP ändå kan särskiljas från varandra till följd av att signalerna uppkommer vid skilda tidpunkter.

Med hänvisning till fig. 4 samt fig. 5-7 fungerar utvärde- ringsenheten 30 på följande sätt.

Vid utgångsläget är samtliga RS-vippor 150 nollställda. När spänningen UT passerar gränsvärdet U1 levereras en indiker- signal IP från de i detta avseende fungerande styrdonen TCU.

Signalen IP sätter motsvarande RS-vippa 150. Signalerna IP - IPN levereras också till var sina ingångar hos ELLER- grinden 160.

Varje indikersignal IP har enligt denna utföringsform väsent- ligen l ps varaktighet, och eftersom de individuella IP- signalerna hamnar med viss spridning blir utsignalen från ELLER-grinden en skur av pulser, där skuren kan pågå under upp till 300 us.

Det ligger vidare inom uppfinningens ram att indikerpulserna har en annan varaktighet såsom någonstans inom intervallet 0,5 us - 10 us.

ELLER-grindens 160 utsignal levereras till tidkretsen 170 vars syfte är att i beroende av den inmatade signalskuren alstra en stadig signal IPS som indikerar att någon indiker- puls IP har anlänt. Signalen IPS går hög vid positiv flank hos den första indikersignalen IP och enligt den föredragna utföringsformen bibehàlles den höga signalnivån på IPS till 192 ps efter negativ flank hos ELLER-grindens utsignal.

Signalen IPS är sålunda hög under en tid T3 = 192 us efter negativ flank hos den senaste indikerpulsen IP. Några exempel på detta illustreras i fig. 5E respektive 6E. Detta innebär, till följd av den inverterade ingången 180 hos ELLER-grinden 10 15 20 25 35 515 547 12 182, att OCH-grinden 190 är låst vid en låg utsignal så länge IPS är hög. Vid omtändningar under ett ledintervall alstras tändordersignalen CP omedelbart i beroende av en indikersig- nal IP, och vid dessa omtändningar skall utvärderingsavläs- ningar av RS-vipporna 150 inte utföras. Signalen IPS kommer vid sådana omtändningar att gå hög till följd av nämnda omtändningsalstrande indikersignaler, och signalen IPS bibe- hålls hög under tiden T3 för att låsa OCH-grindens 190 ut- signal KP vid en låg nivå. På så vis uppnås syftet att ut- värderingsproceduren endast utförs vid den första tändordern i varje ledintervall för ventilenheterna.

Styrorganet 20 (fig. 2) kan exempelvis vara förbundet med ELLER-grindens 160 utgång via bussen 244 för att avkänna att någon IP mottagits, och styrorganet 20 levererar i beroende därav en tändordersignal CP. Den första, och i normalfallet enda, tändordersignalen CP under ett ledintervall alstras av styrenheten 20 med en viss fördröjning efter att någon första indikersingal IP mottagits. Ett antal andra villkor skall först uppfyllas, och i praktiken alstras den första tändor- dersignalen CP senare än tiden T3 efter att en indikersignal IP mottagits. Såsom nämnts ovan sker det emellertid ibland att någon tyristor släcker mitt under ledintervallet, börjar ta upp spänning och alstrar en första indikersignal IP. I dessa fall skall styrenheten 10 omedelbart alstra tändorder- signalen, men inte utföra utvärderingsförfarandet. Tändorder- signalen mottas dels på ingången 106 hos varje styrdon TCU (fig. 3), dels på ingången 40 hos den centrala utvärderings- enheten 30 (fig. 4).

Tändorderpulsen CP mottas på ingången 40, och matas till signaltidorganet 250, där organet 250 har funktionen hos en monostabil vippa som går hög under tiden T2 = 100 us efter mottagande av en positiv flank hos signalen CP. Såsom illust- reras i fig. 5F alstrar organet 196 en signal som går hög efter fördröjningen T1 = 30 us efter positiv flank hos den monostabila vippans 250 utsignal. 10 15 20 25 35 515 547 13 Tidkretsen 196 ger sålunda en fördröjning om T1 = 30 us innan en hög signal levereras till processorenhetens ingångar 210 repektive 200. Detta innebär att eventuella felaktigt avsända indikersignaler, som kan alstras av styrdonen TCV just i samband med de transienter som uppkommer vid tändningsögon- blicket, inte felaktigt tolkas som andra indikersignaler SSTP.

De ovan angivna tiderna T1, T2 och T3 är endast exempel enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. Tiden T1 kan alternativt väljas inom intervallet 0 till 70 ps. Ett flertal kombinationer av tidperioder T1, T2, T3 är möjliga, och dessa tidperioder avgör storleken på ett tidsfönster inom vilket processorenheten 220 gör avläsningar av RS-vipporna 150.

OCH-grinden 190 alstrar sålunda i samverkan med tidkretsen 196 under normal drift en kontrollpuls KP vars positiva flank uppkommer tiden Tl = 30 ps efter tändsignalens CP positiva flank, om inte signalen IPS är hög vid det tillfället.

En positiv flank hos kontrollpulsen KP, som detekteras vid ingången 210 hos processorn 220, initierar en första av- brottsrutin (interrupt) att utföras av processorn. Processorn 220 läser då av samtliga RS-vippor 150 och lagrar resultatet i en första minnesvektor M1 med N positioner (se fig 8). En avläst hög signal innebär att motsvarande styrdon TCU skickat en normal första indikerpuls, medan en avläst låg signal innebär att motsvarande styrdon TCU inte skickat någon in- dikerpuls. Efter avläsning av vippornas 150 Q-utgångar, skickar processorn 220 en resetsignal på utgången 240 så att RS-vipporna 150 nollställs för att vara i beredskapsläge att mottaga den andra indikersignalen SSTP.

Signalens KP negativa flank inträffar tiden T2 efter positiv flank hos tändordersignalen CP. 10 15 20 25 Ä0 , #5 515 547 14 Vid signalens KP negativa flank aktiveras en andra avbrotts- rutin hos processorn 220 till följd av detektering vid in- gången 200. Vid den andra avbrottsrutinen avläses åter RS-vipporna 150 via den databuss som är kopplad till ingången 230. En avläst hög signal vid denna tidpunkt innebär att motsvarande styrdon TCU alstrat en signal SSTP indikerande spänningsstyrd tändning. De avlästa signalbitarna lagras i en andra minnesvektor M2 med N positioner, d.v.s. lika många positioner som antalet RS-vippor 150. För varje ventilenhet alstras på så vis en individuell tillståndskod.

Med hänvisning till tabellen i fig. 8 kan för varje position en av följande fyra kombinationer ha uppstått: (M1, M2) = (1,0) (M1, M2) = (1,1) (M1, M2) = (0,0) (M1, M2) = (0,1) I fig. 8 illusterar position 1 den signalföljd som visas i fig. 5A-5F, d.v.s. normal funktion hos ventilenheten som innefattar styrdonet TCUl och tyristorn THYI.

Position 2 i fig. 8 illustrerar den signalkombination (1,1) som uppstår när spänningsstyrd tändning indikerats. Motsva- rande signalföljd illustreras i fig. 6A till 6F.

Position 3 i fig. 8 illustrerar den signalkombination (0,0) som uppstår när tyristorn är kortsluten. Motsvarande signal- följd illustreras i fig. 7A till 7F.

Position 4 i fig. 8 illustrerar den signalkombination (0,1) som uppstår om motsvarande styrdon ej skickat någon första indikerpuls, men däremot skickat en indikering om spännings- styrd tändning. Denna kombination indikerar sålunda att ett fel föreligger i fjärde positionens styrdon TCU4, och att felet är i kriterieenheten 90, eller någon av komponenterna fram till det elektrooptiska organet 110. 10 15 20 25 .iso 35 . . « . . . . = Ä _ . » 515 547 15 För att filtrera bort störsignaler som kan uppstå slumpmäs- sigt så lagras ett antal tidskonsekutiva mätresultat, och endast om samma feltillstånd detekterats vid fler än en bestämd andel av kontrolltillfällena för en bestämd ventil- position, så alstras ett larm.

Ett larm innefattar följande information: Larmtillstånd: Någon av de ovan beskrivna signalkombinatio- nerna (l,l), (0,0) eller (0,1).

Ventilposition: Vilken av ventilpositionerna 1 - N det gäl- ler.

Tidpunkt: Det datum och den tidpunkt då larmet alstrades.

En omriktaranläggning för ett HVDC-system enligt uppfinningen innefattar sålunda ett system för fortlöpande funktionskon- troll av distribuerade systemkomponenter. Systemet enligt uppfinningen utför funktionskontrollen genom upprepat utfö- rande av ett distribuerat första förfarande Fl och ett lika- ledes upprepat utförande av ett centralt andra förfarande F2.

Huvuddragen hos förfarandena Fl och F2 illustreras av fig. 9A och 9B.

Det första förfarandet Fl, som illustreras i fig. 9A, utförs av varje styrdon TCU varje gång motsvarande tyristor THY erhåller en positiv förspänning som överstiger gränsvärdet U1. När framspänningen UT överstiger gränsvärdet U, skall enligt förfarandet ett korrekt fungerande styrdon alstra en första indikersignal IP. Det eller de styrdon som är behäfta- de med fel i motsvarande komponenter kommer inte att alstra någon första indikersignal.

Eftersom systemet innefattar ett stort antal styrdon kommer emellertid någon eller några av styrdonen att alstra en indikersignal. Det centrala andra förfarandet F2 vid 10 15 20 25 Wfáo 35 - . . . » . » . « . | n 515 547 16 r. 'n centralenheten 10 startar i beroende av att ett antal tänd- villkor uppfyllts. Ett av dessa villkor är att någon indiker- signal IP mottagits.

Enligt förfarandet F2, se fig. 9B, alstras då en tändorder- signal CP, FP för leverans till såväl den centrala utvärde- ringsenheten 30 som till varje distribuerade styrdon TCU.

Enligt förfarandet F2 avläses nu de minnesenheter 150 (se fig 4) som registrerat varje från styrdonen mottagna första in- dikersignal IP. Minnesenheterna 150 nollställs sedan för att vara beredda på att registrera en eventuell andra indikersig- nal SSTP från något eller några styrdon. Efter denna noll- ställningsoperation inleds en vänteperiod. En signal som under vänteperioden registreras vid någon av minnesenheterna 150 kommer att tolkas som en andra indikersignal SSTP.

Vid varje styrdon innebär förfarandet Fl (se fig. 9A) en väntan på att få en tändordersignal från centralstyrenheten 10. I väntan på tändorder utförs kontinuerligt en test av om framspänningen UT över tyristorn överstiger det andra gräns- Värdet Uz .

Om framspänningen UT överstiger det andra gränsvärdet Uq innan en tändordersignal detekterats alstras en andra indi- kersignal SSTP samtidigt som en lokalt initierad spännings- styrd tändning av tyristorn initieras.

Om en tändordersignal FP detekteras så alstras alltid en tändsignal till tyristorn.

Efter att denna tändsignal alstrats innebär förfarandet Fl en upprepning frán startläget genom inväntan av att spänningen UT skall överstiga spänningsgränsvärdet U1, såsom beskrivits OVBII .

Enligt förfarandet F2 avläses minnesenheterna 150 efter vänteperioden, och den erhållna mätserien levereras till ett 515 547 17 analysorgan, för analys enligt beskrivning ovan. Därefter upprepas förfarandet F2 från sitt startläge med inväntan av en första indikersignal.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 515 547 18 Patentkrav

1. Förfarande för funktionskontroll i ett system innefattande en central styrenhet och ett flertal ventilenheter varvid varje ventilenhet har en identitet och innefattar ett halv- ledarelement (THYl - THYN) och ett styrdon för styrning av halvledarelementet, där styrdonet innefattar en tändorderin- gång för mottagning av en tändordersignal (FP), en indikato- rutgång för avgivande av en första indikersignal (IP), och en tändsignalutgång (100) för avgivande av en tändsignal till halvledarelementet, där förfarandet innefattar stegen: detektering av en positiv framspänning (UT) över halvledar- ventilen, alstring av en första indikersignal (IP) när framspänningen (UT) överstiger ett första gränsvärde (UT), alstring av tändsignalen vid detekterad mottagning av tänd- ordersignalen (FP), och alstring av en andra indikersignal (SSTP) när framspänningen (UT) överstiger ett andra gränsvärde (U2), vilket andra gräns- värde är högre än det första gränsvärdet, varvid den första och den andra indikersignalen överförs mellan styrdonet och den centrala styrenheten på samma över- föringslinje.

2. Förfarande enligt av krav 1 modifierat genom att steget alstring av en första indikersignal (IP) när framspänningen (UT) överstiger ett första gränsvärde (UT) uteblir, varvid uteblivandet av den första indikersignalen indikerar att ett fel föreligger i styrdonet (TCV).

3. Förfarande enligt krav l eller 2, kännetecknat av centralt utförande av stegen: lagring av mottagna första indikersignaler (IP) vid var sin minnesenhet (150), alstring av tändordersignalen (CP, FP) i beroende av en mottagen första indikersignal, aktivering av en utvärderingsrutin i beroende av tändorder- signalen, 10 15 20 25 30 35 515 547 19 registrering av avsaknad av någon första indikersignal (IP), och àterställning av minnesenheterna (150), lagring av mottagna andra indikersignaler (SSTP) vid minnes- enheterna (150), registrering vid mottagning av en andra indikersignal (SSTP), och àterställning av minnesenheterna (150).

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av fastställande av identiteten hos en ventilenhet för vilken den första indikersignalen (IP) registrerats som saknad, och fastställande av identiteten hos en ventilenhet från vilken en andra indikersignal registrerats.

5. Förfarande enligt något av kraven 2 till 4, kännetecknat av att alstra en tillståndskod för varje ventilenhet, vilken tillståndskod indikerar ett funktionstillstånd hos ventilen- heten (TCU,THY).

6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att alstra ett första larm om tillståndskoden indikerar avsaknad av den första indikersignalen, och att alstra ett andra larm om tillståndskoden indikerar att en andra indikersignal registrerats.

7. System för funktionskontroll av ett flertal komponenter i en omriktaranläggning, varvid systemet innefattar en central styrenhet (10) och ett flertal ventilenheter, varvid varje ventilenhet har: a) en egen identitet (1-N), b) ett halvledarelement (THYl-N), c) ett styrdon för styrning av halvledarelementet, d) en tändorderingàng för mottagning av en tändordersignal (FP), e) en indikatorutgàng (110) för avgivande av en första in- dikersignal (IP) för angivande av att halvledarelementet i sin framspänningsriktning uppnått ett första förutbestämt spänningströskelvärde, och 10 15 20 25 30 35 515 547 20 f) en tändsignalutgång för avgivande av en tändsignal till halvledarelementet, varvid styrdonet innefattar ett organ (60,l20,lO5,1l0) för att avge en andra indikersignal (SSTP) när halvledarelementet i sin framspänningsriktning uppnått ett andra förutbestämt spänningströskelvärde, varvid ventilenheten är anordnad att leverera den första indikersignalen, och den andra indiker- signalen via en gemensam överföringslinje.

8. System enligt krav 7, kännetecknat av att centralstyr- enheten (10) innefattar ett utvärderingsorgan (30) som är anordnat att registrera den andra indikersignalen (SSTP), och motsvarande ventilenhetidentitet.

9. System enligt krav 8, kännetecknat av att utvärderings- organet är anordnat att registrera identiteten för varje ventilenhet från vilken en första indikersignal befunnits utebli.

10. Styrdon för aktivering av ett halvledarelement (THY) i en HVDC-anläggning varvid styrdonet innefattar en tändorderingång för mottagning av en tändordersignal (FP) och en indikatorutgång (lll) för avgivande av en första indiker- signal (IP) för angivande av att halvledarelementet i sin framspänningsriktning uppnått ett första förutbestämt spän- ningströskelvärde, samt en tändsignalutgång (100) för avgivande av en tändsignal till halvledarelementet, en kriterieenhet som är anordnad att i beroende av att halv- ledarelementet i sin framspänningsriktning uppnått ett andra förutbestämt spänningströskelvärde (U2) alstra en aktive- ringssignal som i sin tur aktiverar tändsignalen, varvid styrdonet i beroende av aktiveringssignalen avger en andra indikersignal (SSTP) på indikatorutgången (lll) så att den första och den andra indikersignalen levereras till samma överföringslinje. 10 15 20 25 30 35 515 547 21

11. Styrdon enligt krav 10, kännetecknat av att indikatorut- gången är anordnad att avge den andra indikersignalen (SSTP) i beroende av samtidig förekomst av aktiveringssignalen och tändsignalen.

12. Styrdon enligt något av kraven 10 eller 11, kännetecknat av att tändorderingången är en ljuspulsingång och indikator- utgången innefattar ett elektrooptiskt organ (110) för av- givande av ljuspulser.

13. Styrdon enligt krav 12, kännetecknat av att kriterieen- hetens utgång är förbunden med en första ingång hos en OCH- grind (120), och en andra ingång hos OCH-grinden (120) är förbunden med tändsignalutgången (100), samt att OCH-grindens (120) utgång står i funktionell förbindelse med det elektro- optiska organet (110).

14. Styrenhet för samverkan med ett flertal styrdon enligt något av kraven 10 till 13, varvid styrenheten (10) innefat- tar ett flertal signalingångar (150, 42) för mottagning av de första indikatorsignalerna (IP) och åtminstone en signal- utgång för avgivande av en tändordersignal (FP), och varvid styrenheten (10) innefattar ett utvärderingsorgan (30) som är anordnat att aktiveras av tändordersignalen (FP) och att utvärderingsorganet vid aktivering avläser signalingång- arna (150) och registrerar den andra indikersignalen (SSTP); varvid styrenheten har en gemensam signalingàng för mottag- ning av den första och den andra indatorsignalen från ett styrdon.

15. Styrenhet enligt krav 14, kännetecknad av att varje sig- nalingång (I1-IN) innefattar en omställbar minnesenhet (150) med ett första värde och ett andra värde, varvid minnesen- heten (150) är anordnad att inta det första värdet i beroende av mottagande av en första indikersignal eller en andra indikersignal, och att utvärderingsorganet (30) är anordnat att efter mottagande av tändordersignalen (FP) återställa varje minnesenhet till det andra värdet; avvakta mottagande 10 15 515 547 22 av de eventuella andra indikersignalerna, och därefter avläsa och registrera värdet vid varje minnesenhet (150).

16. Styrenhet enligt krav 15, kännetecknad av att utvärde- ringsorganet är anordnat att vid mottgande av tändordersig- nalen (FP) i konsekutiv följd: a) avvakta till dess att en första tidsperiod (Tl) passerat och därefter b) avläsa respektive värden (IP) hos varje minnesenhet (150): c) återställa minnesenheterna (150): d) mottaga eventuellt anländande andra indikersignaler (SSTP); och e) avvakta till dess att en andra tidsperiod (T2) passerat och därefter f) avläsa respektive värden (SSTP) hos varje minnesenhet (150).