一种柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置；所述子模块包括电源输入接口和光纤通讯接口；所述现场检测装置包括电源和子模块监控装置；所述电源通过电源线与所述子模块的电源输入接口相连；所述子模块监控装置通过光纤与所述子模块的光纤通讯接口相连。本实用新型专利技术提供的现场检测装置可在现场对子模块进行检修，并快速定位子模块的故障点，方便了检修、维护、降低了柔性直流输电工程的停运时间。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测装置，具体讲涉及一种适用于柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置。
技术介绍
与传统的直流输电系统不同，模块化多电平柔性直流输电系统中换流阀是直流输电系统的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值约占换流站成套设备总价的22～25％。换流阀的最小单元为组成换流阀的子模块，高压大容量柔性直流换流站的子模块数量众多，随换流站的容量变化而变化。当基于模块化多电平柔性直流输电技术的换流站容量达1000MW级时，子模块数量通常达到几千个。子模块主要包含旁路开关、取能电源、IGBT及驱动设备、保护晶闸管等设备。在当前柔性直流输电实际工程中，一旦某个子模块发生故障，要将该子模块从现场拆除，并运回厂家分析处理，消耗了大量的人力、物力。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本技术提供一种柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置。本技术提供的技术方案是：一种柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置；所述子模块包括电源输入接口和光纤通讯接口；其改进之处在于：所述现场检测装置包括电源和子模块监控装置；所述电源通过电源线与所述子模块的电源输入接口相连；所述子模块监控装置通过光纤与所述子模块的光纤通讯接口相连。优选的，所述子模块包括控制板、晶闸管T、第一IGBT驱动器、第二IGBT驱动器、第一IGBT、第二IGBT、均压电阻R和电容器C；所述控制板分别连接所述晶闸管T的门极和阴极、所述第一IGBT驱动器的输入端、所述第二IGBT驱动器的输入端、以及所述电容器C的两端；所述第一IGBT和所述第二IGBT的集电极和发射极之间分别反并联有二极管D1和二极管D2；所述第一IGBT驱动器和所述第二IGBT驱动器的输出端分别与所述第一IGBT的栅极和所述第二IGBT的栅极连接；所述均压电阻R与所述电容器C均并联在所述第一IGBT的集电极和所述第二IGBT的发射极之间。进一步，所述电容器C的两端还并联有取能变压器，所述取能变压器的输出端与所述控制板相连。进一步，所述控制板设有连接现场检测装置的光纤通讯接口；所述晶闸管T的阴极和阳极为所述子模块的电源输入接口。优选的，所述电源包括调压器、变压器和整流器；所述调压器的输入端与220V交流电压源相连，其输出端与所述变压器的输入端相连，所述变压器的输出端与所述整流器的输入端相连；所述整流器的输出端连接所述子模块的电源输入接口。进一步，所述电源还包括高压探头和示波器；所述高压探头的输入端与所述子模块的电源输入接口相连；其输出端与所述示波器的输入端相连。优选的，所述子模块监控装置包括依次连接的控制单元、计算机和显示器；所述控制单元通过光纤与所述子模块的光纤通讯接口相连。进一步，电源和子模块监控装置集成在同一机箱内，机箱外壳接地，显示器和示波器镶嵌在机箱侧壁上。与最接近的现有技术相比，本技术具有如下显著进步：1)本技术提供的现场检测装置可在现场检修子模块，并快速定位子模块故障点，有些故障点只需要更换部件，不需要拆卸子模块，这就极大的方便了检修、维护，节约了时间，降低了柔性直流输电工程的停运时间。2)本技术提供的现场检测装置中的子模块监控装置通过光纤与子模块连接，采用光纤通讯实时监测子模块状态，有较强的电气隔离，提高了现场检测装置的工作安全性。3)本技术提供的现场检测装置功能全面，可对子模块的电容电压进行监测、对子模块的两个IGBT进行触发及状态监测、对子模块的晶闸管进行单次触发，并能检测子模块内部控制板是否正常工作。附图说明图1为现场检测装置与子模块的连接框图；图2为子模块的内部结构示意图；图3为现场检测装置的内部结构示意图；图4为子模块与现场检测装置连接的具体结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为了具体了解本技术提供的技术方案，将在下面的实施例中对本技术的技术方案做出详细的描述和说明。显然，本技术提供的实施例并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本技术的较佳实施例详细描述如下，除这些描述外，本技术还可以具有其他实施方式。如图1和图4所示：本技术提供的现场检测装置与子模块通过2个电源线及2根光纤连接。2根电源线给子模块提供电源，同时现场检测装置通过电源线采集电源电压，通过高压探头将信号送给示波器显示。2根光纤用于现场检测装置与子模块通讯。现场检测装置包含电源，主要由调压器、变压器、整流器等组成，电源为220VAC输入，0-1000VDC可调输出，用于给子模块供电；现场检测装置还包含电压采集及显示，由高压探头及示波器组成，高压探头将高压信号成比例减小，给示波器显示。现场检测装置还包含子模块监控装置，子模块监控装置由控制单元、计算机和显示器组成。现场检测装置电源输入为220VAC交流电，输出0-1000VDC连续可调，输出最大恒流2A，给子模块电容充电，约6s充到1000VDC，此时断开电源。现场检测装置的显示器通过2根光纤与子模块通讯，控制2个IGBT轮流导通，现场检测装置通过电源线测量子模块端口电压，并在显示器上显示。还可通过显示器下发触发晶闸管命令。现场检测装置通过光纤与子模块连接，并在显示器上显示子模块的信息，可全部验证子模块各项功能，如果某个环节出现问题，将在现场检测装置的显示器上显示，便于检测人员定位故障。子模块包含IGBT，IGBT驱动器，电容器C，均压电阻R，取能变压器，控制板和晶闸管T。晶闸管T与二极管D2并联，当系统检查到D2流过较大电流时，将通过光纤通讯告诉控制板，由控制板及时触发晶闸管T，因为晶闸管T的过电流能力远大于D2。子模块与现场检测装置连接的光纤，用于通讯，子模块内部的控制板采集了电容电压、控制两个IGBT开通于关断、控制晶闸管T的触发，以上信息将通过光纤信号传递给现场检测装置，并在界面上显示。子模块控制板连接IGBT驱动器，控制IGBT的导通及关断，并接收IGBT的反馈信息。子模块控制板连接电容器C，是采集电容器C两端电压。电容器C为支撑电容，在系统中电容器一直维持基本恒定的电压。电阻R为系统的均压电阻，且在系统停运后给电容器C放电。电容器C两端并联的变压器为开关电源，给子模块控制板供电。本技术提供的现场检测装置可实现如下功能：1)子模块快速充电...

【技术保护点】
一种柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置；所述子模块包括电源输入接口和光纤通讯接口；其特征在于：所述现场检测装置包括电源和子模块监控装置；所述电源通过电源线与所述子模块的电源输入接口相连；所述子模块监控装置通过光纤与所述子模块的光纤通讯接口相连。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电换流阀子模块的现场检测装置；所述子模块包括电源输入接口和光
纤通讯接口；其特征在于：所述现场检测装置包括电源和子模块监控装置；所述电源通过电
源线与所述子模块的电源输入接口相连；所述子模块监控装置通过光纤与所述子模块的光纤
通讯接口相连。
2.根据权利要求1所述的现场检测装置，其特征在于：所述子模块包括控制板、晶闸管
T、第一IGBT驱动器、第二IGBT驱动器、第一IGBT、第二IGBT、均压电阻R和电容器C；
所述控制板分别连接所述晶闸管T的门极和阴极、所述第一IGBT驱动器的输入端、所述
第二IGBT驱动器的输入端、以及所述电容器C的两端；
所述第一IGBT和所述第二IGBT的集电极和发射极之间分别反并联有二极管D1和二极管
D2；
所述第一IGBT驱动器和所述第二IGBT驱动器的输出端分别与所述第一IGBT的栅极和所
述第二IGBT的栅极连接；
所述均压电阻R与所述电容器C均并联在所述第一IGBT的集电极和所述第二IGBT的发
射极之间。
3.根据权利要求2所述的现场检测装置，其特征在于：
所述电容器C的两端还并联有取能变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫刚，贺之渊，赵岩，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11