[發明專利]直流輸電閥試驗控制方法及脈沖轉換控制裝置

有效

• 申請號: 201310261122.1
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103308810A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 孔令凱;曹森;賈軒濤;李少華;李泰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種晶閘管閥和柔性直流輸電IGBT閥運行試驗控制方法及脈沖轉換控制裝置。

背景技術

大功率晶閘管閥和IGBT閥是常規直流輸電系統和柔性直流輸電系統的核心設備，對系統的安全、穩定運行起著至關重要的作用。隨著直流輸電電壓等級和容量的不斷提升，對晶閘管閥和IGBT的穩態和暫態的運行特性要求也越來越高。

為檢驗和提高閥的電壓、電流等應力特性、保證閥運行的可靠性，必須對閥進行型式試驗，而運行試驗是型式試驗的一部分，也是現今每個直流輸電工程投運之前必須進行的試驗項目。運行試驗用于檢驗閥的導通、關斷和有關電壓、電流特性。運行試驗裝置是用來進行各種高壓串聯閥多種全載和過載運行試驗最為重要的試驗裝置。

運行試驗回路裝置包括電流源回路、電壓源回路試品閥和多個輔助控制閥。電流源為試品閥提供穩定的通態電流和精確的開通、關斷脈沖基準源；電壓源為試品閥提供試品閥通態和斷態時的閥電壓。由于運行試驗回路裝置設備成本及開發難度的原因，通常采用簡化的直流輸電工程用極控屏柜作為運行試驗裝置的控制系統，但是工程用極控屏柜只具有常規閥組觸發脈沖輸出功能的局限性，只能為運行試驗提供脈沖基準源，不能精確、有效的控制所有閥通斷，且運行試驗標準要求必須完全模擬閥的實際運行工況，觸發脈沖的精度要求按照工程運行標準執行，誤差范圍不大于0.02度。運行試驗回路中各閥的觸發時序和精度、試驗項目的連續性及切換過程直接影響到試驗的正常進行及試驗結果能否滿足閥運行試驗標準要求，甚至會影響到試驗設備的損壞與否。

發明內容

本發明的目的是提供一種直流輸電閥試驗控制方法，同時提供一種脈沖轉換控制裝置，用于完成特高壓晶閘管閥和柔性直流輸電IGBT閥運行試驗標準所規定的閥電流和電壓應力特性的測試。

為了實現以上目的，本發明所提供的直流輸電閥試驗控制方法技術方案如下，包括如下步驟：

（1）接收預設的待運行試驗項目的編號；

（2）提取接收到的編號所對應試驗項目的試驗參數：所述試驗參數包括閥觸發時序、脈沖寬度和試驗周期數；

（3）根據提取到的試驗參數，生成試驗回路中與對應試驗項目相關各閥的觸發脈沖，以進行試驗。

在對當前試驗項目進行實驗的過程中接收下一個待試驗項目的編號，提取接收到的編號所對應試驗項目的試驗參數后將其存入FPGA運行試驗參數存儲區，在當前試驗項目的試驗完成后自動切換執行下一個試驗項目。

所述步驟（3）中生成試驗回路中各閥的觸發脈沖是根據各閥的電流和電壓需要，計算出各閥以脈沖基準源為時序參考點的觸發脈沖和脈沖寬度及試驗周期數實現的。

所述脈沖基準源通過自動轉換使其脈沖類型與閥基電子VBE相匹配，自動轉換過程如下：不同類型和不同頻率的脈沖源信號，經過設定延時時間的延時后通過光電隔離電路轉換為與閥基電子VBE相匹配的電平信號輸出。

所述脈沖基準源為試驗回路背靠背電流源整流側的1號閥觸發脈沖為各閥脈沖的觸發脈沖基準源。

本發明所提供的脈沖轉換控制裝置的技術方案如下：包括FPGA和CPU，FPGA和CPU之間輸入輸出連接，CPU具有用于與試驗控制系統通信連接的通信接口，FPGA用于根據提取到的試驗參數生成通過VBE控制的試驗回路中與對應試驗項目相關各閥的觸發脈沖，且用于將不同頻率和信號類型的脈沖基準源解調轉成閥基電子VBE需要的脈沖形式。

本發明的直流輸電閥試驗控制方法及脈沖轉換控制裝置，根據閥運行試驗標準要求，由試驗項目編號提取相應的試驗參數，再以脈沖基準源為觸發時序參考點，根據所提取的試驗參數自動生成試驗回路中各閥的觸發脈沖，并輸出控制各對應閥。該試驗控制方法和系統通過對預設試驗項目編號和試驗參數的提取，生成試驗回路中各閥的觸發脈沖，保證運行試驗回路各閥觸發時序、觸發精度嚴格按照設定值輸出。

通過對各試驗項目的執行序列進行編號，在對當前試驗項目進行實驗的過程中接收下一個待試驗項目編號，在當前試驗項目的試驗完成后自動切換執行下一個試驗項目；保證了多試驗項目無斷續自動切換的連續執行。

利用FPGA的并行邏輯處理功能和寄存器數據大容量存儲功能，實現觸發脈沖的自動生成和試驗自動切換。

對不同類型和不同頻率的脈沖源信號經過設定延時時間的延時后通過光電隔離電路轉換為與閥基電子VBE相匹配的電平信號輸出，保證了脈沖基準源通過自動轉換使其脈沖類型與閥基電子VBE相匹配。

附圖說明

圖1為本發明脈沖轉換控制裝置結構框圖；