高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置，其包括：電流采集器，電流變化檢測(cè)器，信號(hào)比較器和示波器；電流采集器包括A相閥側(cè)電流采集器、B相閥側(cè)電流采集器、C相閥側(cè)電流采集器，電流變化檢測(cè)器包括第一電流變化檢測(cè)器、第二電流變化檢測(cè)器、第三電流變化檢測(cè)器，信號(hào)比較器包括第一信號(hào)比較器、第二信號(hào)比較器、第三信號(hào)比較器。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)閥側(cè)三相交流電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以清楚地知道各閥的導(dǎo)通情況以及換相過(guò)程，從而準(zhǔn)確地判斷是否發(fā)生換相失敗以及發(fā)生換相失敗的換流閥。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高壓直流輸電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種判斷高壓直流輸電工程是否發(fā)生換相失敗的裝置，能夠從本質(zhì)上判斷是否發(fā)生換相失敗以及發(fā)生換相失敗的換流閥。
【背景技術(shù)】
[0002]換相失敗是高壓直流輸電系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障現(xiàn)象之一。由于換流器交流側(cè)電感的存在，換流器換相時(shí)，電流轉(zhuǎn)移需要一定的時(shí)間才能完成，換相過(guò)程持續(xù)的時(shí)間一般用換相角來(lái)表示。實(shí)際上，換流器是正是借助于交流系統(tǒng)提供的兩相短路電流(也稱(chēng)換相電流)來(lái)實(shí)現(xiàn)換相的。當(dāng)換流閥的兩個(gè)橋臂之間換相結(jié)束后，剛退出導(dǎo)通的閥在反向電壓作用的一段時(shí)間內(nèi)未能恢復(fù)阻斷能力，或者在反向電壓期間換相過(guò)程未能進(jìn)行完畢，這樣在閥電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎驎r(shí)被換相的閥將向原來(lái)預(yù)定退出導(dǎo)通的閥進(jìn)行倒換相，這就是換相失敗。
[0003]換相失敗與很多因素有關(guān)，如換流母線電壓、越前觸發(fā)角、換流閥的觸發(fā)脈沖控制方式等。其中熄弧角與換相失敗有著最為直接的聯(lián)系。在直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，造成換相失敗故障的原因有:交流電壓下降；直流電流增大；超前觸發(fā)角過(guò)小或整定的熄弧角過(guò)小等。
[0004]目前直流系統(tǒng)判斷換相失敗的依據(jù)是高壓直流系統(tǒng)換相失敗后換流閥直流側(cè)電流與交流側(cè)電流的差值大于某一固定值。然而，在某些情況下雖然電流差值達(dá)到固定值，但直流系統(tǒng)實(shí)際上沒(méi)有發(fā)生換相失敗。直流側(cè)與交流側(cè)電流差值過(guò)大只是換相失敗的特征之一，以此作用判斷的唯一條件容易造成錯(cuò)誤判斷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有換相失敗判斷方法可能判斷錯(cuò)誤的不足，本實(shí)用新型提供一種高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置，該裝置根據(jù)換流閥電流的變化情況，不僅能準(zhǔn)確判斷是否發(fā)生換相失敗，而且能判斷出發(fā)生換相失敗的換流閥。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0007]高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置，其包括:
[0008]電流采集器，用于獲取閥側(cè)三相交流電流波形；
[0009]電流變化檢測(cè)器，用于檢測(cè)流過(guò)換流閥的三相交流電流幅值和相位，判斷兩個(gè)換流閥間的電流是否正常轉(zhuǎn)移；
[0010]信號(hào)比較器，用于進(jìn)一步判斷是否發(fā)生換相失敗以及換相失敗的換流閥；
[0011]示波器，用于顯示閥側(cè)三相交流電流波形；
[0012]其中，所述電流采集器包括A相閥側(cè)電流采集器、B相閥側(cè)電流采集器、C相閥側(cè)電流采集器，所述電流變化檢測(cè)器包括第一電流變化檢測(cè)器、第二電流變化檢測(cè)器、第三電流變化檢測(cè)器，所述信號(hào)比較器包括第一信號(hào)比較器、第二信號(hào)比較器、第三信號(hào)比較器，所述A相閥側(cè)電流采集器、B相閥側(cè)電流采集器、C相閥側(cè)電流采集器的輸入端分別連接于三相閥側(cè)電流的A相交流電流、B相交流電流和C相交流電流，其輸出端分別連接于第一電流變化檢測(cè)器、第二電流變化檢測(cè)器、第三電流變化檢測(cè)器的輸入端，所述第一電流變化檢測(cè)器的輸出端與第一信號(hào)比較器、第三信號(hào)比較器的輸入端分別連接，所述第二電流變化檢測(cè)器的輸出端與第一信號(hào)比較器、第二信號(hào)比較器的輸入端分別連接，所述第三電流變化檢測(cè)器的輸出端與第二信號(hào)比較器、第三信號(hào)比較器的輸入端分別連接，所述第一信號(hào)比較器、第二信號(hào)比較器、第三信號(hào)比較器的輸出端均連接至示波器。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于:本實(shí)用新型根據(jù)閥側(cè)三相交流電流幅值和相位，判斷換流閥換相過(guò)程中是否一相閥電流逐漸增大到運(yùn)行電流，另一相閥電流逐漸減小到零，若不滿(mǎn)足這種情況則說(shuō)明換相失敗，同時(shí)可以判斷出發(fā)生換相失敗的換流閥，換相失敗后一般會(huì)出現(xiàn)三相閥側(cè)交流電流均為零的情況。因此，利用閥側(cè)交流電流的變化特征可以準(zhǔn)確判斷是否發(fā)生換相失敗，通過(guò)對(duì)閥側(cè)三相交流電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以清楚地知道各閥的導(dǎo)通情況以及換相過(guò)程，從而準(zhǔn)確地判斷是否發(fā)生換相失敗以及發(fā)生換相失敗的換流閥。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為圖1的工作原理圖；
[0016]圖3為正常運(yùn)行時(shí)閥側(cè)三相交流電流的波形圖；
[0017]圖4為換相失敗時(shí)閥側(cè)三相交流電流的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例
[0020]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，一種高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置，包括電流采集器、電流變化檢測(cè)器和信號(hào)比較器、示波器5。電流變化檢測(cè)器用于檢測(cè)流過(guò)換流閥的三相交流電流幅值和相位，判斷兩個(gè)換流閥間的電流是否正常轉(zhuǎn)移，正常運(yùn)行時(shí)預(yù)計(jì)退出閥的電流逐漸增大，被換相閥的電流逐漸減小，最后實(shí)現(xiàn)兩相閥電流的轉(zhuǎn)移；信號(hào)比較器進(jìn)一步判斷是否發(fā)生換相失敗以及換相失敗的換流閥。
[0021 ] 電流采集器包括與閥側(cè)三相電流I的A相交流電流、B相交流電流和C相交流電流分別連接的A相閥側(cè)電流采集器21、B相閥側(cè)電流采集器22、C相閥側(cè)電流采集器23，每個(gè)電流采集器采集閥側(cè)一相交流電流。電流變化檢測(cè)器的輸入端連接電流采集器的輸出端，與電流采集器一一對(duì)應(yīng)，即電流變化檢測(cè)器31、電流變化檢測(cè)器32、電流變化檢測(cè)器33的輸入端分別與A相閥側(cè)電流采集器21、B相閥側(cè)電流采集器22、C相閥側(cè)電流采集器23連接。信號(hào)比較器包括信號(hào)比較器41、信號(hào)比較器42、信號(hào)比較器43，電流變化檢測(cè)器31的輸出端與信號(hào)比較器41、信號(hào)比較器43的輸入端分別連接，電流變化檢測(cè)器32的輸出端與信號(hào)比較器41、信號(hào)比較器42的輸入端分別連接，電流變化檢測(cè)器33的輸出端與信號(hào)比較器42、信號(hào)比較器43的輸入端分別連接，信號(hào)比較器41、信號(hào)比較器42、信號(hào)比較器43的輸出端均連接至示波器5，信號(hào)比較器連接至電流變化檢測(cè)器，每?jī)蓚€(gè)電流變化檢測(cè)器的輸出作為信號(hào)比較器的輸入，最后綜合三個(gè)信號(hào)比較器的信息作為輸出結(jié)果，通過(guò)示波器5進(jìn)行顯示，通過(guò)示波器5顯示的閥側(cè)三相交流電流波形作為換相失敗的判斷信息。[0022]本實(shí)用新型的工作原理請(qǐng)參照?qǐng)D2所示:圖2是直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)6脈動(dòng)換流器，由6個(gè)閥組成，閥Vl與V4、V3與V6、V5與V2分別在交流三相的上、下橋臂上。圖3是換流閥正常換相時(shí)閥側(cè)三相交流電流的波形圖。在一個(gè)周波360度內(nèi)，每個(gè)閥各導(dǎo)通一次，正常運(yùn)行時(shí)，閥V1、V3、V5兩兩輪流換相，閥V2、V4、V6兩兩輪流換相，6個(gè)閥以V1-V2-V3-V4-V5-V6-V1的順序輪流觸發(fā)導(dǎo)通，每個(gè)換流閥導(dǎo)通120度。一般情況下只有兩個(gè)閥同時(shí)導(dǎo)通，流過(guò)換流閥的電流與直流電流基本相等；換相過(guò)程中三個(gè)閥同時(shí)導(dǎo)通，預(yù)定退出閥的電流逐漸增大至額定電流，被換相閥的電流逐漸減小至零，從而實(shí)現(xiàn)換流閥的交替導(dǎo)通。
[0023]當(dāng)換流閥發(fā)生換相失敗后，在下一個(gè)換相時(shí)刻，會(huì)使某一相的上、下橋臂同時(shí)導(dǎo)通，造成直流側(cè)短路，這時(shí)閥側(cè)交流電流都為零。例如閥Vl與閥V3換相失敗，閥Vl繼續(xù)導(dǎo)通，電流由閥V2換相到閥V4后，位于同一相上的V1、V4同時(shí)導(dǎo)通，形成短路，交流側(cè)無(wú)電流流過(guò)。
[0024]因此通過(guò)閥側(cè)交流電流幅值和相位能夠準(zhǔn)確地判斷系統(tǒng)是否發(fā)生換相失敗，可以從閥電流的兩個(gè)特征進(jìn)行判斷:①換相過(guò)程期間一相閥電流逐漸增大至運(yùn)行電流，另一相閥電流逐漸減小至零，最后在兩相間完成閥電流轉(zhuǎn)移，且每相閥電流持續(xù)時(shí)間約120度。②換相失敗后同一相的上、下橋臂同時(shí)導(dǎo)通，造成直流側(cè)短路，交流側(cè)無(wú)電流流過(guò)，三相閥電流均為零。
[0025]當(dāng)滿(mǎn)足特征①時(shí)，說(shuō)明直流系統(tǒng)換相成功，沒(méi)有發(fā)生換相失敗；若出現(xiàn)特征②時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)換相失敗的概率較大。結(jié)合特征①、②，當(dāng)特征①不滿(mǎn)足且伴隨特征②出現(xiàn)時(shí)，說(shuō)明直流系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了換相失敗。
[0026]圖4為換相失敗時(shí)閥側(cè)三相交流電流的波形圖，電流采集器采集閥Vl至V6的電流幅值和波形，在閥V2向閥V4換相過(guò)程中(圖4中第8區(qū)域)，電流變化檢測(cè)器檢測(cè)到流過(guò)閥V4的電流沒(méi)有逐漸增大至運(yùn)行電流，流過(guò)V2的電流也沒(méi)有逐漸減小至零，出現(xiàn)了閥V4電流向閥V2電流倒換相的情況，發(fā)出閥V2與閥V4換相失敗信號(hào)。換相失敗后，閥V2繼續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)閥V3電流換相到閥V5時(shí)，閥V2與閥V5同時(shí)導(dǎo)通，形成直流側(cè)短路，導(dǎo)致三相閥側(cè)電流降為零(圖4中第9區(qū)域)。由三相閥側(cè)交流電流的幅值與相位可知，直流系統(tǒng)確實(shí)發(fā)生了換相失敗。
[0027]上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專(zhuān)利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置，其特征在于，其包括: 電流采集器，用于獲取閥側(cè)三相交流電流波形； 電流變化檢測(cè)器，用于檢測(cè)流過(guò)換流閥的三相交流電流幅值和相位，判斷兩個(gè)換流閥間的電流是否正常轉(zhuǎn)移； 信號(hào)比較器，用于進(jìn)一步判斷是否發(fā)生換相失敗以及換相失敗的換流閥； 示波器(5)，用于顯示閥側(cè)三相交流電流波形； 其中，所述電流采集器包括A相閥側(cè)電流采集器(21)、B相閥側(cè)電流采集器(22 )、C相閥側(cè)電流采集器(23)，所述電流變化檢測(cè)器包括第一電流變化檢測(cè)器(31)、第二電流變化檢測(cè)器(32)、第三電流變化檢測(cè)器(33)，所述信號(hào)比較器包括第一信號(hào)比較器(41)、第二信號(hào)比較器(42)、第三信號(hào)比較器(43)，所述A相閥側(cè)電流采集器(21)、B相閥側(cè)電流采集器(22)、C相閥側(cè)電流采集器(23)的輸入端分別連接于三相閥側(cè)電流(I)的A相交流電流、B相交流電流和C相交流電流，其輸出端分別連接于第一電流變化檢測(cè)器(31 )、第二電流變化檢測(cè)器(32)、第三電流變化檢測(cè)器(33)的輸入端，所述第一電流變化檢測(cè)器(31)的輸出端與第一信號(hào)比較器(41)、第三信號(hào)比較器(43)的輸入端分別連接，所述第二電流變化檢測(cè)器(32)的輸出端與第一信號(hào)比較器(41)、第二信號(hào)比較器(42)的輸入端分別連接，所述第三電流變化檢測(cè)器(33)的輸出端與第二信號(hào)比較器(42)、第三信號(hào)比較器(43)的輸入端分別連接，所述第一信號(hào)比較器(41)、第二信號(hào)比較器(42)、第三信號(hào)比較器(43)的輸出端均連接至示波器(5)。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203759149SQ201420011494
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】黃義隆, 周全, 王學(xué)之 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心