一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，包括晶闸管状态监测单元、传输通道和上层控制单元；晶闸管状态监测单元实时监测晶闸管的运行参数，并将其通过传输通道发送至上层控制单元；上层控制单元依据换流阀中同一个单阀的晶闸管状态监测单元传输的晶闸管的运行参数生成所述单阀的换相失败信息，并将其发送至直流控制保护系统。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，能够在1.5ms内快速判断换流阀的换相失败，增强了换流阀抵御换相失败的能力。

Commutation failure prevention device for high-voltage DC transmission converter valve

The utility model provides a HVDC converter valve commutation failure protection device, including the transmission channel and the upper control unit of thyristor monitoring unit, tube; state monitoring unit operating parameters real-time monitoring of thyristor thyristor, and then through the transmission channel are transmitted to the control unit; single valve operation to generate the parameters of thyristor monitoring unit transmission with a single valve thyristor tube the upper control unit for converter valve in the commutation failure information, and transmits it to the DC control and protection system. Compared with the existing technology, a high voltage DC transmission provided by the utility model converter valve commutation failure protection device, can quickly determine the converter valve commutation failure in 1.5ms, enhance the ability to resist valve commutation failure.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子
，具体涉及一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置。
技术介绍
直流输电系统中换流器和逆变器发生换相失败故障时，会引起换流变压器直流偏磁、换流阀过热、过电压等问题，同时继发性的换相失败故障还可能引起直流输电系统闭锁，冲击电网的稳定性。换流器和逆变器发生换相失败故障的主要原因是换流器或者逆变器的两个换流阀进行换相时，在换相过程未能完毕或者预计关断的换流阀关断后的反向电压期间未能恢复阻断能力，若换流阀中晶闸管两端施加的反向电压时间太短，晶闸管一旦承受正向电压，不需要触发脉冲也会重新导通。换流阀中晶闸管正常换相后可以承受正向电压，晶闸管换相失败后依然导通，其两端电压接近于零。因此，可以在晶闸管换相一段时间后，连续测量晶闸管两端的电压，如果所述两端电压接近于零则换相失败，如果晶闸管两端承受正向电压则换相成功。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本技术提供了一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置。本技术的技术方案是：所述防御装置包括晶闸管状态监测单元、传输通道和上层控制单元；所述晶闸管状态监测单元实时监测晶闸管的运行参数，并将其通过所述传输通道发送至所述上层控制单元；所述上层控制单元依据所述换流阀中同一个单阀的晶闸管状态监测单元传输的晶闸管的运行参数生成所述单阀的换相失败信息，并将其发送至直流控制保护系统。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述单阀中配置所述晶闸管状态监测单元的数量至少为一，至多为所述单阀中晶闸管级的数量；每个所述晶闸管状态监测单元分别监测一个所述晶闸管级中晶闸管的运行参数。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述晶闸管状态监测单元包括第一逻辑处理子单元，所述第一逻辑处理子单元比较所述运行参数和预设值；所述晶闸管的运行参数包括晶闸管的电压、电流、电压变化率、电流变化率和功率。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述上层控制单元包括第二逻辑处理子单元，所述第二逻辑处理子单元比较所述单阀中发生正常关断失败的晶闸管级的数量及其预置值。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述晶闸管状态监测单元包括取能/储能电路，用于向所述晶闸管状态监测单元供电；所述取能/储能电路包括第一取能/储能模块和/或第二取能/储能模块。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述第一取能/储能模块，采集并存储所述单阀中晶闸管级回路的电能后向所述晶闸管状态监测单元供电。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述第二取能/储能模块，接收外部激光电源输出的能量，并将其转换为电能向所述晶闸管状态监测单元供电。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述防御装置包括晶闸管触发单元；所述晶闸管状态监测单元与所述晶闸管触发单元与彼此独立；所述晶闸管触发单元，接收所述上层控制单元下发的换流阀触发信号，并将其发送至换流阀的晶闸管门极电路。本技术进一步提供的优选技术方案为：所述晶闸管状态监测单元包括触发模块，所述触发模块接收所述上层控制单元下发的换流阀触发信号，并将其发送至换流阀的晶闸管门极电路。与最接近的现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术提供的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，依据晶闸管的运行参数判断该晶闸管是否发生正常关断失败故障，可以快速监测到晶闸管是否发生正常关断失败，为及时限制故障进一步发展提供了保障；2、本技术提供的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，晶闸管状态监测单元11包括两种实施方案，一是晶闸管状态监测单元11与晶闸管触发单元4彼此独立，二是晶闸管状态监测单元11同时具备状态监测和触发功能，两种实施方案均可以适用于在运和在建高压直流输电工程的换流阀技术升级；3、本技术提供的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，上层控制单元13依据晶闸管换相状态信息判断换流阀是否发生正常关断失败故障，省去了直流控制保护系统2对晶闸管运行状态检测和判断的过程，可以在下一个单阀未触发前就确认换相失败状况，并可在下一个单阀触发前及时调整触发角，有利于避免连续换相失败的产生和限制换相失败进一步发展；4、本技术提供的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，相比于现有技术中直流控制保护系统采用间接测量方法判断换流阀换相失败响应时间需要20ms，本技术能够在1.5ms内准确判断出换流阀换相失败并传输至直流控制保护系统，响应速度大大加快。附图说明图1：本专利技术实施例中一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置示意图；图2：本专利技术实施例中一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置连接示意图；图3：本专利技术实施例中另一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置连接示意图；图4：本专利技术实施例中基于晶闸管端电压的换相失败监测波形示意图；图5：本专利技术实施例中基于晶闸管主回路电流的换相失败监测波形示意图；图6：本专利技术实施例中晶闸管状态监测单元中光发射器示意图；图7：本专利技术实施例中晶闸管状态监测单元中光接收器示意图；图8：本专利技术实施例中晶闸管状态监测单元中第一取能/储能模块工作示意图；图9：本专利技术实施例中晶闸管状态监测单元中第二取能/储能模块工作示意图；图10：本专利技术实施例中上层控制单元结构示意图；其中，11：晶闸管状态监测单元；111：晶闸管状态采集单元；112：第一逻辑处理单元；1131：第一取能/储能模块；1132：第二取能/储能模块；114：光发射子单元；12：传输通道；13：上层控制单元；131：光收发器；132：第二逻辑处理单元；133：电源模块；2；直流控制保护系统；3：晶闸管；4：晶闸管触发单元；5：激光电源；6：换流站电源。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面分别结合附图，对本技术实施例提供的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置进行说明。图1为本技术实施例中一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置示意图，如图所示，本实施例中防御装置包括晶闸管状态监测单元11、传输通道12和上层控制单元13。其中，晶闸管状态监测单元11实时监测晶闸管的运行参数，并将其通过传输通道12发送至所述上层控制单元13，晶闸管状态监测单元11依据所述运行参数判断单阀中晶闸管是否正常关断。上层控制单元13，依据换流阀中同一个单阀的晶闸管状态监测单元11传输的晶闸管的运行参数生成所述单阀的换相失败信息，即上层控制单元13依据晶闸管的关断状态判断所述换流阀是否发生换相失败。直流控制保护系统依据换相失败信息执行相应控制逻辑。下面分别对晶闸管状态监测单元11、上层控制单元13和传输通道12进行具体说明。1、晶闸管状态监测单元11本技术中换流阀的每个单阀中配置晶闸管状态监测单元11的数量至少为一，至多为单阀中晶闸管级的数量；每个晶闸管状态监测单元11分别监测一个晶闸管级中晶闸管的运行参数。即一个单阀中的晶闸管级可以在部分晶闸管配置晶闸管状态监测单元11，也可以全部配置晶闸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，其特征在于，所述防御装置包括晶闸管状态监测单元、传输通道和上层控制单元；所述晶闸管状态监测单元实时监测晶闸管的运行参数，并将其通过所述传输通道发送至所述上层控制单元；所述上层控制单元依据所述换流阀中同一个单阀的晶闸管状态监测单元传输的晶闸管的运行参数生成所述单阀的换相失败信息，并将其发送至直流控制保护系统。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，其特征在于，所述防御装置包括晶闸管状态监测单元、传输通道和上层控制单元；所述晶闸管状态监测单元实时监测晶闸管的运行参数，并将其通过所述传输通道发送至所述上层控制单元；所述上层控制单元依据所述换流阀中同一个单阀的晶闸管状态监测单元传输的晶闸管的运行参数生成所述单阀的换相失败信息，并将其发送至直流控制保护系统。2.如权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，其特征在于，所述单阀中配置所述晶闸管状态监测单元的数量至少为一，至多为所述单阀中晶闸管级的数量；每个所述晶闸管状态监测单元分别监测一个所述晶闸管级中晶闸管的运行参数。3.如权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，其特征在于，所述晶闸管状态监测单元包括第一逻辑处理子单元，所述第一逻辑处理子单元比较所述运行参数和预设值，所述晶闸管的运行参数包括晶闸管的电压、电流、电压变化率、电流变化率和功率。4.如权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀换相失败防御装置，其特征在于，所述上层控制单元包括第二逻辑处理子单元，所述第二逻辑处理子单元比较所述单阀中发生正常关断失败的晶闸管级的数量及其预置值。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑林，林志光，郝长城，张海峰，杨树森，王斌泽，杨建伟，吴文祥，马浩宇，刘近，宋林伟，张见，王雅洁，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网湖北省电力公司，
类型：新型
国别省市：北京;11