[發(fā)明專利]一種供電電源及換流閥晶閘管組件緊固力傳感器

在審

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• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113572251A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭天;藍(lán)元良;何秦慰;劉偉麟
• 申請（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)歐洲研究院;全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J50/10;H02M7/00;H02M7/757;G01L5/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

本發(fā)明公開了一種供電電源及換流閥晶閘管組件緊固力傳感器，供電電源包括：利用電磁感應(yīng)原理，磁場取能模塊得到感應(yīng)電壓，并對其進(jìn)行儲存，選擇模塊判斷磁場取能模塊的儲能電壓是否高于預(yù)設(shè)電壓閾值，當(dāng)超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，將所述磁場取能模塊與負(fù)載連接，磁場取能模塊將儲能電壓升壓后為負(fù)載供電；當(dāng)未超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，將所述儲能模塊與負(fù)載連接，儲能模塊放電升壓后為負(fù)載供電，從而實現(xiàn)為負(fù)載的持續(xù)供電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能傳感及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種供電電源及換流閥晶閘管組件緊固力傳感器。

背景技術(shù)

特高壓直流輸電骨干網(wǎng)架建設(shè)是實現(xiàn)能源發(fā)展轉(zhuǎn)變戰(zhàn)略，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求的重要基礎(chǔ)。中國已投運數(shù)十座直流換流站，隨著眾多高壓直流輸電線路的相繼投入運營，對高壓直流換流站核心設(shè)備的安全可靠運行提出了更高的要求。換流閥是特高壓直流換流站中的核心設(shè)備，價格昂貴，作用重要。換流閥設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，不僅會導(dǎo)致直流輸電的停運，嚴(yán)重情況下，還可能引發(fā)重大的安全事故。針對這一挑戰(zhàn)，可以采用嵌入式微型智能傳感對換流閥內(nèi)部的關(guān)鍵物理量進(jìn)行監(jiān)測。

其中，換流閥閥組件頂壓機構(gòu)緊固力(或者稱頂壓力)是非常關(guān)鍵的物理量之一。當(dāng)緊固力降低時，會導(dǎo)致晶閘管組件元件之間，如散熱器和晶閘管之間緊固力不夠大，從而導(dǎo)致接觸電阻增大，組件溫升可能致使晶閘管元件損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的無法檢測晶閘管組件緊固力的缺陷，從而提供一種供電電源及換流閥晶閘管組件緊固力傳感器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種供電電源，包括：磁場取能模塊、儲能模塊及選擇模塊，其中，磁場取能模塊，其第一端、第二端分別與選擇模塊的第一端、第二端連接，用于利用電磁感應(yīng)原理，得到感應(yīng)電壓，并將感應(yīng)電壓整流后存儲；儲能模塊，其輸出端與選擇模塊的第三端連接；選擇模塊，其輸出端與負(fù)載連接，用于判斷磁場取能模塊的儲能電壓是否高于預(yù)設(shè)電壓閾值，當(dāng)超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，將磁場取能模塊與負(fù)載連接，磁場取能模塊將儲能電壓升壓后為負(fù)載供電；當(dāng)未超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，將儲能模塊與負(fù)載連接，儲能模塊放電升壓后為負(fù)載供電。

在一實施例中，磁場取能模塊包括：磁場取能電路、整流電路、超級電容及第一升壓電路，其中，磁場取能電路、整流電路、超級電容及第一升壓電路依次串聯(lián)連接后與選擇模塊連接；當(dāng)超級電容的電壓高于預(yù)設(shè)電壓閾值時，選擇模塊將第一升壓模塊與負(fù)載連接。

在一實施例中，儲能模塊包括：儲能電池及第二升壓電路，其中，儲能電池及第二升壓電路依次串聯(lián)連接后與選擇模塊連接；當(dāng)超級電容的電壓低于預(yù)設(shè)電壓閾值時，選擇模塊將第二升壓電路與負(fù)載連接。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種換流閥晶閘管組件緊固力傳感器，晶閘管組件由導(dǎo)流母排、多個晶閘管、多個散熱器構(gòu)成，晶閘管與散熱器交替串聯(lián)，最終電流從導(dǎo)流母排流出，晶閘管組件兩側(cè)由頂壓機構(gòu)施加頂壓力，緊固力傳感器包括：壓力傳感器、自取能傳感模塊，自取能傳感模塊包括第一方面的供電電源，其中，壓力傳感器，其設(shè)置于導(dǎo)流母排上，嵌入頂壓機構(gòu)內(nèi)，用于感知頂壓機構(gòu)施加的頂壓力；自取能傳感模塊，其安裝于靠近導(dǎo)流母排的散熱器表面，其內(nèi)部的供電電源利用閥段電流周期性開通關(guān)斷產(chǎn)生的強磁場變化，并采用非侵入式線圈對磁能轉(zhuǎn)化后，實現(xiàn)自取能以及為所述壓力傳感器供電；自取能傳感模塊還將頂壓力轉(zhuǎn)換為電信號，并對電信號進(jìn)行處理后，發(fā)送至上位機，上位機根據(jù)處理后的電信號判斷晶閘管組件的緊固力的大小。

在一實施例中，自取能傳感模塊還包括：信號處理及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、處理器，其中，信號處理及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，其第一端與壓力傳感器連接，其第二端與處理器的第一端連接，其第三端與供電電源連接，用于將頂壓力轉(zhuǎn)換為電信號，并將電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，得到頂壓力數(shù)字信號；處理器，其第二端與上位機連接，其第三端與供電電源連接，用于對頂壓力數(shù)字信號進(jìn)行處理后發(fā)送至上位機。