高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開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，電流變化檢測器，信號比較器和示波器；電流采集器包括A相閥側電流采集器、B相閥側電流采集器、C相閥側電流采集器，電流變化檢測器包括第一電流變化檢測器、第二電流變化檢測器、第三電流變化檢測器，信號比較器包括第一信號比較器、第二信號比較器、第三信號比較器。本實用新型通過對閥側三相交流電流進行監測，可以清楚地知道各閥的導通情況以及換相過程，從而準確地判斷是否發生換相失敗以及發生換相失敗的換流閥。
【專利說明】高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓直流輸電【技術領域】，具體涉及一種判斷高壓直流輸電工程是否發生換相失敗的裝置，能夠從本質上判斷是否發生換相失敗以及發生換相失敗的換流閥。
【背景技術】
[0002]換相失敗是高壓直流輸電系統最常見的故障現象之一。由于換流器交流側電感的存在，換流器換相時，電流轉移需要一定的時間才能完成，換相過程持續的時間一般用換相角來表示。實際上，換流器是正是借助于交流系統提供的兩相短路電流(也稱換相電流)來實現換相的。當換流閥的兩個橋臂之間換相結束后，剛退出導通的閥在反向電壓作用的一段時間內未能恢復阻斷能力，或者在反向電壓期間換相過程未能進行完畢，這樣在閥電壓轉變為正向時被換相的閥將向原來預定退出導通的閥進行倒換相，這就是換相失敗。
[0003]換相失敗與很多因素有關，如換流母線電壓、越前觸發角、換流閥的觸發脈沖控制方式等。其中熄弧角與換相失敗有著最為直接的聯系。在直流系統運行過程中，造成換相失敗故障的原因有:交流電壓下降；直流電流增大；超前觸發角過小或整定的熄弧角過小等。
[0004]目前直流系統判斷換相失敗的依據是高壓直流系統換相失敗后換流閥直流側電流與交流側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到固定值，但直流系統實際上沒有發生換相失敗。直流側與交流側電流差值過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誤判斷。
實用新型內容
[0005]為了克服現有換相失敗判斷方法可能判斷錯誤的不足，本實用新型提供一種高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置，該裝置根據換流閥電流的變化情況，不僅能準確判斷是否發生換相失敗，而且能判斷出發生換相失敗的換流閥。
[0006]為實現以上目的，本實用新型采取的技術方案是:
[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，用于獲取閥側三相交流電流波形；
[0009]電流變化檢測器，用于檢測流過換流閥的三相交流電流幅值和相位，判斷兩個換流閥間的電流是否正常轉移；
[0010]信號比較器，用于進一步判斷是否發生換相失敗以及換相失敗的換流閥；
[0011]示波器，用于顯示閥側三相交流電流波形；
[0012]其中，所述電流采集器包括A相閥側電流采集器、B相閥側電流采集器、C相閥側電流采集器，所述電流變化檢測器包括第一電流變化檢測器、第二電流變化檢測器、第三電流變化檢測器，所述信號比較器包括第一信號比較器、第二信號比較器、第三信號比較器，所述A相閥側電流采集器、B相閥側電流采集器、C相閥側電流采集器的輸入端分別連接于三相閥側電流的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器、第二電流變化檢測器、第三電流變化檢測器的輸入端，所述第一電流變化檢測器的輸出端與第一信號比較器、第三信號比較器的輸入端分別連接，所述第二電流變化檢測器的輸出端與第一信號比較器、第二信號比較器的輸入端分別連接，所述第三電流變化檢測器的輸出端與第二信號比較器、第三信號比較器的輸入端分別連接，所述第一信號比較器、第二信號比較器、第三信號比較器的輸出端均連接至示波器。
[0013]本實用新型與現有技術相比，其有益效果在于:本實用新型根據閥側三相交流電流幅值和相位，判斷換流閥換相過程中是否一相閥電流逐漸增大到運行電流，另一相閥電流逐漸減小到零，若不滿足這種情況則說明換相失敗，同時可以判斷出發生換相失敗的換流閥，換相失敗后一般會出現三相閥側交流電流均為零的情況。因此，利用閥側交流電流的變化特征可以準確判斷是否發生換相失敗，通過對閥側三相交流電流進行監測，可以清楚地知道各閥的導通情況以及換相過程，從而準確地判斷是否發生換相失敗以及發生換相失敗的換流閥。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型一種高壓直流輸電工程換相失敗判斷裝置的結構框圖；
[0015]圖2為圖1的工作原理圖；
[0016]圖3為正常運行時閥側三相交流電流的波形圖；
[0017]圖4為換相失敗時閥側三相交流電流的波形圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的內容做進一步詳細說明。
[0019]實施例
[0020]請參照圖1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、電流變化檢測器和信號比較器、示波器5。電流變化檢測器用于檢測流過換流閥的三相交流電流幅值和相位，判斷兩個換流閥間的電流是否正常轉移，正常運行時預計退出閥的電流逐漸增大，被換相閥的電流逐漸減小，最后實現兩相閥電流的轉移；信號比較器進一步判斷是否發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相閥側電流采集器21、B相閥側電流采集器22、C相閥側電流采集器23，每個電流采集器采集閥側一相交流電流。電流變化檢測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應，即電流變化檢測器31、電流變化檢測器32、電流變化檢測器33的輸入端分別與A相閥側電流采集器21、B相閥側電流采集器22、C相閥側電流采集器23連接。信號比較器包括信號比較器41、信號比較器42、信號比較器43，電流變化檢測器31的輸出端與信號比較器41、信號比較器43的輸入端分別連接，電流變化檢測器32的輸出端與信號比較器41、信號比較器42的輸入端分別連接，電流變化檢測器33的輸出端與信號比較器42、信號比較器43的輸入端分別連接，信號比較器41、信號比較器42、信號比較器43的輸出端均連接至示波器5，信號比較器連接至電流變化檢測器，每兩個電流變化檢測器的輸出作為信號比較器的輸入，最后綜合三個信號比較器的信息作為輸出結果，通過示波器5進行顯示，通過示波器5顯示的閥側三相交流電流波形作為換相失敗的判斷信息。[0022]本實用新型的工作原理請參照圖2所示:圖2是直流輸電系統逆變側6脈動換流器，由6個閥組成，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閥側三相交流電流的波形圖。在一個周波360度內，每個閥各導通一次，正常運行時，閥V1、V3、V5兩兩輪流換相，閥V2、V4、V6兩兩輪流換相，6個閥以V1-V2-V3-V4-V5-V6-V1的順序輪流觸發導通，每個換流閥導通120度。一般情況下只有兩個閥同時導通，流過換流閥的電流與直流電流基本相等；換相過程中三個閥同時導通，預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，從而實現換流閥的交替導通。
[0023]當換流閥發生換相失敗后，在下一個換相時刻，會使某一相的上、下橋臂同時導通，造成直流側短路，這時閥側交流電流都為零。例如閥Vl與閥V3換相失敗，閥Vl繼續導通，電流由閥V2換相到閥V4后，位于同一相上的V1、V4同時導通，形成短路，交流側無電流流過。
[0024]因此通過閥側交流電流幅值和相位能夠準確地判斷系統是否發生換相失敗，可以從閥電流的兩個特征進行判斷:①換相過程期間一相閥電流逐漸增大至運行電流，另一相閥電流逐漸減小至零，最后在兩相間完成閥電流轉移，且每相閥電流持續時間約120度。②換相失敗后同一相的上、下橋臂同時導通，造成直流側短路，交流側無電流流過，三相閥電流均為零。
[0025]當滿足特征①時，說明直流系統換相成功，沒有發生換相失敗；若出現特征②時，說明已經換相失敗的概率較大。結合特征①、②，當特征①不滿足且伴隨特征②出現時，說明直流系統已經發生了換相失敗。
[0026]圖4為換相失敗時閥側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換相過程中(圖4中第8區域)，電流變化檢測器檢測到流過閥V4的電流沒有逐漸增大至運行電流，流過V2的電流也沒有逐漸減小至零，出現了閥V4電流向閥V2電流倒換相的情況，發出閥V2與閥V4換相失敗信號。換相失敗后，閥V2繼續導通，當閥V3電流換相到閥V5時，閥V2與閥V5同時導通，形成直流側短路，導致三相閥側電流降為零(圖4中第9區域)。由三相閥側交流電流的幅值與相位可知，直流系統確實發生了換相失敗。
[0027]上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
【權利要求】
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，用于獲取閥側三相交流電流波形； 電流變化檢測器，用于檢測流過換流閥的三相交流電流幅值和相位，判斷兩個換流閥間的電流是否正常轉移； 信號比較器，用于進一步判斷是否發生換相失敗以及換相失敗的換流閥； 示波器(5)，用于顯示閥側三相交流電流波形； 其中，所述電流采集器包括A相閥側電流采集器(21)、B相閥側電流采集器(22 )、C相閥側電流采集器(23)，所述電流變化檢測器包括第一電流變化檢測器(31)、第二電流變化檢測器(32)、第三電流變化檢測器(33)，所述信號比較器包括第一信號比較器(41)、第二信號比較器(42)、第三信號比較器(43)，所述A相閥側電流采集器(21)、B相閥側電流采集器(22)、C相閥側電流采集器(23)的輸入端分別連接于三相閥側電流(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器(31 )、第二電流變化檢測器(32)、第三電流變化檢測器(33)的輸入端，所述第一電流變化檢測器(31)的輸出端與第一信號比較器(41)、第三信號比較器(43)的輸入端分別連接，所述第二電流變化檢測器(32)的輸出端與第一信號比較器(41)、第二信號比較器(42)的輸入端分別連接，所述第三電流變化檢測器(33)的輸出端與第二信號比較器(42)、第三信號比較器(43)的輸入端分別連接，所述第一信號比較器(41)、第二信號比較器(42)、第三信號比較器(43)的輸出端均連接至示波器(5)。
【文檔編號】G01R31/00GK203759149SQ201420011494
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】黃義隆, 周全, 王學之 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心