一種高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]換流閥是直流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能就是實現(xiàn)交流到直流，直流到交流的變換。換流閥的運行情況與整個直流輸電系統(tǒng)各方面的技術(shù)性能密切相關(guān)。因此換流閥的可靠控制是整個直流輸電工程的核心技術(shù)，我們將這個可以控制可控硅閥導(dǎo)通的信號稱為觸發(fā)脈沖。本發(fā)明研究的就是如何診斷該觸發(fā)脈沖的實際運行情況。
[0003]首先對控制換流閥導(dǎo)通的觸發(fā)脈沖進行簡要描述。直流輸電工程中換流閥的接線方式很多，對于傳統(tǒng)的12脈動閥，其中一種接線方式如圖1所示，圖中三相換流閥中的6個閥臂(以Y橋為例)按正常開通的次序編號，為了分析方便和便于記憶，閥I(Yl)，閥3(Y3)，閥5(Υ5)依次構(gòu)成上橋臂，閥4(Υ4)，閥6(Υ6)，閥2(Υ2)構(gòu)成下橋臂。對于12脈動的換流閥，觸發(fā)脈沖的點火間隔(工頻50Hz時)為30度，每個觸發(fā)脈沖對應(yīng)控制一個換流閥橋臂。12脈動換流閥的導(dǎo)通順序如圖2所示，根據(jù)該順序圖，直流輸電控制系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的12路觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖波形圖如圖3所示。
[0004]實際工程中，直流輸電控制系統(tǒng)產(chǎn)生的12個觸發(fā)脈沖以硬接點的形式發(fā)送到閥控單元，每個觸發(fā)脈沖都占用一個硬接點通道，12個脈沖就占用共計12個硬接點通道。正常運行時，12個觸發(fā)脈沖之間必須為等間距出現(xiàn)，且要嚴格按照圖2所示的順序正確導(dǎo)通，該特性是直流輸電可靠運行的一個關(guān)鍵指標，必須進行實時監(jiān)測診斷。
[0005]鑒于觸發(fā)脈沖的重要性，直流輸電系統(tǒng)要求必須具備診斷該觸發(fā)脈沖運行情況的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法，旨在解決如何診斷該觸發(fā)脈沖的實際運行情況的問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法包括:實時檢測換流閥觸發(fā)脈沖，根據(jù)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)時刻、各個觸發(fā)脈沖之間的關(guān)系以及觸發(fā)脈沖和換流閥各橋臂的對應(yīng)關(guān)系，控制外圍模擬電路輸出一路與實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序相同且與實際觸發(fā)脈沖的相位和速度一致的脈沖信號，根據(jù)輸出的脈沖信號判斷換流閥觸發(fā)脈沖的運行情況。
[0008]按照實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序，外圍模擬電路輸出的脈沖信號的幅值依次降低。
[0009]按照實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序，外圍模擬電路依次間隔輸出正向脈沖信號和負向脈沖信號。
[0010]該方法是采用FPGA及外圍模擬電路實現(xiàn)的。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)觸發(fā)脈沖的輸出特點，通過FPGA+模擬量輸出的方式，將12個數(shù)字量觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換為單一路的模擬量信號輸出，且輸出的信號完全符合觸發(fā)脈沖的特性，也就是速度以及相位特性完全和觸發(fā)脈沖保持一致，這樣才可以確保直流輸電工程中，可以隨時通過監(jiān)測該信號來診斷觸發(fā)脈沖的運行情況，進一步分析當(dāng)前直流輸電系統(tǒng)的運行工況及各種故障的診斷。本發(fā)明的方法可以作為實際工程中觸發(fā)脈沖的診斷手段，對于工程中故障分析非常有用。
【附圖說明】
[0012]圖1為直流輸電換流變接線圖；
[0013]圖2為換流閥各橋臂導(dǎo)通順序圖；
[0014]圖3為觸發(fā)脈沖波形圖及對應(yīng)的模擬輸出脈沖信號；
[0015]圖4為豎琴脈沖丟失錄波圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
[0017]以圖1所示的傳統(tǒng)的12脈動換流閥為例，詳細闡述本實施例的觸發(fā)脈沖診斷方法:
[0018]根據(jù)12脈動換流閥觸發(fā)脈沖的輸出特點，通過FPGA+模擬量輸出的方式，將12個數(shù)字量觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換為單一路的模擬量信號輸出，且輸出的信號完全符合觸發(fā)脈沖的特性，也就是速度，相位以及相序特性完全和觸發(fā)脈沖保持一致，這樣才可以確保直流輸電工程中，可以隨時通過監(jiān)測該信號來診斷觸發(fā)脈沖的運行情況，進一步分析當(dāng)前直流輸電系統(tǒng)的運行工況及各種故障的診斷。
[0019]具體實現(xiàn)過程中，F(xiàn)PGA的主要功能是實時檢測控制系統(tǒng)產(chǎn)生的換流閥觸發(fā)脈沖，根據(jù)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)時刻，觸發(fā)脈沖之間的相位關(guān)系，以及觸發(fā)脈沖和換流閥各橋臂的對應(yīng)關(guān)系進行編碼，根據(jù)編碼情況快速的控制外圍模擬電路，使其輸出和觸發(fā)脈沖相位一致，速度一致的類似豎琴的脈沖。
[0020]為了有效區(qū)分12個觸發(fā)脈沖，輸出的診斷脈沖可形成不同的幅值，其中第一個脈沖幅值最高，后續(xù)的脈沖相應(yīng)的變低，經(jīng)過這樣處理的脈沖，形狀類似一個豎琴，因此稱之為豎琴脈沖。
[0021 ]如圖3所示，當(dāng)FPGA檢測到觸發(fā)脈沖觸發(fā)時刻，例如Yl的上升沿到來時刻，會產(chǎn)生一個與其相對應(yīng)的正向的窄脈沖R+;當(dāng)檢測到Dl脈沖的上升沿到來時刻，會產(chǎn)生一個與其相對應(yīng)的負向的窄脈沖R+;依次類推，直到完成一個周波12個觸發(fā)脈沖的檢測，后續(xù)每個脈沖都比上一個脈沖幅值低一點，目的是形成一個類似豎琴的脈沖波形，便于信號的分析。
[0022]本實施例產(chǎn)生的診斷觸發(fā)脈沖的信號，如圖3所示，該信號通過模擬通道輸出，其正極性用于展示變壓器星型連接橋臂的脈沖情況，負極用于展示變壓器三角型連接橋臂的脈沖情況，其不同幅值的脈沖代表控制不同換流閥橋臂的觸發(fā)脈沖。
[0023]在獲得模擬觸發(fā)脈沖的豎琴脈沖后，可以通過觀察該脈沖的速度、相位以及相序關(guān)系來分析觸發(fā)脈沖運行是否正常，進一步分析當(dāng)前直流輸電系統(tǒng)的運行工況及各種故障的診斷。
[0024]下面以直流輸電系統(tǒng)換相失敗的故障為例，來詳細說明利用上述方法獲得的豎琴脈沖如何診斷換相失敗故障:
[0025]直流輸電系統(tǒng)中最常發(fā)生的故障為逆變側(cè)的換相失敗，某個逆變站的換相失敗可能會導(dǎo)致其他逆變站的換相失敗，如果故障診斷和控制不正確，將會導(dǎo)致整個系統(tǒng)失穩(wěn)。導(dǎo)致?lián)Q相失敗的原因之一就是換流閥的觸發(fā)脈沖系統(tǒng)發(fā)生了脈沖延時，脈沖丟失，誤觸發(fā)事件。例如，某次工程試驗中發(fā)生了換相失敗，通過豎琴脈沖的診斷，發(fā)現(xiàn)發(fā)生換相失敗的時刻，如圖4所示，閥Yl向閥Y3換相的時候，由于Y3脈沖丟失，換相失敗，此時閥I會在正向電壓的作用下繼續(xù)開通，當(dāng)閥Y4脈沖到來時，閥Y2關(guān)斷，此時會造成閥Yl和閥Y4同時導(dǎo)通的情況，如圖2系統(tǒng)接線所示，如果Yl，Y4同時導(dǎo)通則會造成直流側(cè)短路。本次故障通過豎琴脈沖的診斷很容易就定位到是觸發(fā)脈沖單元發(fā)生了故障，對于問題的解決起到了重要作用。
[0026]上述實施例中優(yōu)選采用FPGA對檢測到觸發(fā)脈沖觸發(fā)時刻，作為其他實施方式也可采用其他硬件平臺來實現(xiàn)，如DSP等。
[0027]以上實施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法，其特征在于，實時檢測換流閥觸發(fā)脈沖，根據(jù)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)時刻、各個觸發(fā)脈沖之間的關(guān)系以及觸發(fā)脈沖和換流閥各橋臂的對應(yīng)關(guān)系，控制外圍模擬電路輸出一路與實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序相同且與實際觸發(fā)脈沖的相位和速度一致的脈沖信號，根據(jù)輸出的脈沖信號判斷換流閥觸發(fā)脈沖的運行情況。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法，其特征在于，按照實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序，外圍模擬電路輸出的脈沖信號的幅值依次降低。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法，其特征在于，按照實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序，外圍模擬電路依次間隔輸出正向脈沖信號和負向脈沖信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法，其特征在于，該方法是采用FPGA及外圍模擬電路實現(xiàn)的。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)中換流閥觸發(fā)脈沖的診斷方法，該方法為：實時檢測換流閥觸發(fā)脈沖，根據(jù)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)時刻、各個觸發(fā)脈沖之間的關(guān)系以及觸發(fā)脈沖和換流閥各橋臂的對應(yīng)關(guān)系，控制外圍模擬電路輸出一路與實際工作中各換流閥橋臂導(dǎo)通順序相同且與實際觸發(fā)脈沖的相位和速度一致的脈沖信號，根據(jù)輸出的脈沖信號判斷換流閥觸發(fā)脈沖的運行情況。本發(fā)明的方法可以作為實際工程中觸發(fā)脈沖的診斷手段，對于工程中故障分析非常有用。
【IPC分類】G01R29/02
【公開號】CN105548726
【申請?zhí)枴緾N201510905796
【發(fā)明人】楊敏, 郭虎峰, 劉佳, 陳大鵬
【申請人】許繼電氣股份有限公司, 許繼集團有限公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月9日