[发明专利]一种HVDC晶闸管级阻尼回路动态参数在线监测方法

说明书

本发明涉及一种HVDC晶闸管级阻尼回路动态参数在线监测方法，通过对换流阀基本单元—晶闸管级内阻尼回路的在线监测，实现对换流阀本体内基本元器件在正常运行中的实时状态参数变化的跟踪，为整个换流阀工作状态的评估提供参考依据，防患于未然，实现将换流阀运行的隐患排查于故障发生之前，此种方法可以极大的提高换流阀的长时间安全运行的可靠性，真正的实现换流阀运行检修工作的精细化，提高换流阀的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电的在线检测方法，具体涉及一种HVDC晶闸管级阻尼回路动态参数在线监测方法。

背景技术

当代特高压直流输电系统的换流阀是基于晶闸管换相的原理设计建造的，作为国家重要电力装备和昂贵资产，直流输电工程一经建成后，要求稳定运行数十年以上，作为直流输电系统核心设备的换流阀，其长期运行的可靠性直接关系到整个直流输电工程的经济效益，其中换流阀的最基本核心单元—晶闸管级的长期安全、稳定、可靠的运行是重中之重。整个晶闸管级中，晶闸管两端并联的阻尼电阻、阻尼电容和直流均压电阻都是影响换流阀整体运行可靠性的关键元器件。这些基本元器件长时间在高电压、大电流、强磁场的工况下运行，环境苛刻，自身物理特性状态可能会发生缓慢的变化，进而影响晶闸管级的整体性能，从而影响整个换流阀的运行状况。因此，在日常的运行工作中，实时的监测换流阀晶闸管级中各基本元件的物理特性状态对维持换流阀的长期可靠运行十分必要，有利于及早发现运行隐患，并在停电检修期间消除，提高换流阀的经济效益，同时为整个换流阀工作状态的动态评估提供参考依据。

目前在常规直流领域，国内外还没有对换流阀阀塔阻尼回路动态参数的在线监测技术。在日常的换流站运行工作中，基本是通过两种方法进行运行监测，一种是每个晶闸管级的门级板对所在晶闸管级进行状态监测和保护，但这种方式着重于保护功能，而且只针对于故障发生时刻，不能让隐患防患于未然；另一种方法是，运行人员在巡视走廊通过目测和测温仪对换流阀表面和主要发热元件进行监测，但此种方法在阀塔这种特殊工况下的效果很有限，只能是作为其他监测方法的一种补充，对于隐患排查、延长换流阀运行的效果甚微。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种HVDC晶闸管级阻尼回路动态参数在线监测方法。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供所述阻尼回路由均压电阻、阻尼电阻和阻尼电容组成，其改进之处在于，根据所检测的均压电阻两端电压和流过均压电阻的电流瞬时值计算阻尼回路中纯阻性的直流均压电阻的电阻值；在线监测阻尼回路的时间常数RC值的方式监测阻尼回路的参数。

进一步地，直流均压电阻两端电压和流过的电流瞬时值均是通过晶闸管触发与监测单元TTM板进行采集，将测量均压电阻串联到直流均压回路中，晶闸管触发与监测单元TTM板通过测量直流均压电阻两端的电压值即得到流过直流均压回路的电流值，由于直流均压回路的电压值为晶闸管两端的电压值，通过采用电压采样电路实现对晶闸管电压的采样，从而获得电压过零点和晶闸管触发时刻间的若干点的电压瞬时值，用此电压瞬时值除以测得的对应时刻的电流瞬时值，并对计算出的数据取平均，即得到直流均压回路的电阻值。

进一步地，在线监测阻尼回路的参数包括下述步骤：

根据阻尼回路中晶闸管器件手册提供的晶闸管开关特性数据，进行电路拓扑等效性模拟，设计出与该阻尼回路的瞬时阻抗外部输出特性相同的等效电路；

依据开关特性变化参数整理成输入响应方程组，根据阻尼回路放电过程零输入响应方程计算阻尼回路的时间常数RC值，再将要监测的动态参数归算成等效变量；

方程组参数动态变量的变化边界的限定包括时间等变量参数的限定，在5倍的时间常数RC值时放电过程结束，即t＝5RC，RC＝t/5，进而判断晶闸管级阻尼回路在这一时刻的状态，以对阻尼回路动态参数是否处于正常范围实时做出监测判断。

本发明提供的技术方案具有的优异效果是：