[发明专利]一种高压直流换流阀在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电技术领域，具体涉及一种高压直流换流阀在线监测系统。

背景技术

高压直流输电换流阀是高压直流输电工程的关键设备，其主要由几十级晶闸管级串联组成。晶闸管级一般包括晶闸管、晶闸管触发监测板、阻尼回路和直流均压回路等电路。其中，阻尼回路用于实现晶闸管的动态均压功能，直流均压回路用于实现各串联的晶闸管级之间的静态电压平均分布功能。如图1所示的晶闸管级电路原理图中阻尼回路支路1包括电容Cd、电容Cd1和电阻Rd1，阻尼回路支路2包括电容Cd、电容Cd2和电阻Rd2，直流均压回路包括电阻Rdc1和电阻Rdc2。

阻尼回路和直流均压回路包含的电阻元件和电容元件长期运行在高电压、强电场和高功率的环境中，随着时间推移易发生老化现象，电阻元件的电阻值、电容元件的电容值等参数可能会出现偏移。当参数偏移的程度超过预置允许范围后会导致阻尼效果失效、电压分布不均匀，严重时会引发晶闸管击穿甚至直流系统停运等故障。

目前通常采用年度检修的方式测试高压直流输电换流阀中阻尼回路和直流均压回路各元件是否正常，然而并没有对其进行实时监测的技术方案，使得能够降低元件损坏程度，进一步降低晶闸管、晶闸管触发监测板的损坏，防止故障范围扩大。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种高压直流换流阀在线监测系统。

本发明的技术方案是：

所述在线监测系统包括晶闸管级在线监测板、智能监测机箱和后台监控系统；

所述晶闸管级在线监测板，实时采集晶闸管级中阻尼回路和直流均压回路的电气参数，计算所述阻尼回路和直流均压回路所包含元件的元件参数，并将所述元件参数发送至智能监测机箱；

所述智能监测机箱，判断所述晶闸管级的工作状态，接收所述后台监控系统下发的换流站内各换流器输送的功率值，并依据所述工作状态和所述功率值制定换流阀检修方案。

本发明进一步提供的优选技术方案为：

所述晶闸管级在线监测板包括逻辑处理单元；

所述阻尼回路包括多个RC阻尼支路；所述阻尼回路的电气参数包括所述RC阻尼支路的支路电流及其所包含元件的端电压；所述直流均压回路的电气参数包括直流均压回路的回路电流；

所述逻辑处理单元依据所述RC阻尼支路的支路电流及其所包含元件的端电压，计算所述RC阻尼支路中电容元件的电容值和电阻元件的电阻值；以及，依据所述直流均压回路的回路电流，计算所述直流均压回路中电阻元件的电阻值。

本发明进一步提供的优选技术方案为：

智能监测机箱，判断每个所述元件参数的偏差是否超过其预置值，若超过发出报警信息。

本发明进一步提供的优选技术方案为：

所述晶闸管级在线监测板包括逻辑处理单元；

所述电气参数包括阻尼回路的回路电流和直流均压回路的回路电流；

所述晶闸管级在线监测板接收所述智能监测机箱下发的输电系统的交流电压和所述高压直流换流阀的触发角；所述逻辑处理单元依据所述回路电流、交流电压和触发角，计算所述阻尼回路的回路阻抗和直流均压回路的回路阻抗。

本发明进一步提供的优选技术方案为：

所述逻辑处理单元判断每个所述元件参数的偏差是否超过其预置值，并将判断结果发送至所述智能监测机箱；若元件参数的偏差超过其预置值则所述智能监测机箱发出报警信息。

本发明进一步提供的优选技术方案为：所述高压直流换流阀包括晶闸管触发监测板；所述晶闸管级在线监测板与晶闸管触发监测板彼此独立；

所述晶闸管触发监测板，接收所述智能监测机箱下发的换流阀触发信号，并将其发送至所述高压直流换流阀的晶闸管门极电路；

所述智能监测机箱接收阀基电子设备传输的晶闸管状态信息和晶闸管触发监测板状态信息，依据所述元件参数、晶闸管状态信息和晶闸管触发监测板状态信息判断所述晶闸管级的工作状态。

本发明进一步提供的优选技术方案为：所述晶闸管级在线监测板，还用于接收所述智能监测机箱下发的换流阀触发信号，并将其发送至所述高压直流换流阀的晶闸管门极电路；

所述智能监测机箱接收阀基电子设备传输的晶闸管状态信息，依据所述元件参数、晶闸管状态信息和晶闸管级在线监测板的晶闸管触发状态信息判断所述晶闸管级的工作状态。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：