一种高压直流换流阀换相电路晶闸管运行状态检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及晶闸管运行状态检测方法，尤其涉及一种高压直流换流阀换相电路晶 闸管运行状态检测方法。
【背景技术】
[0002] 高压直流输电工程用于区域电网互联，其核心设备是高压直流换流阀，由大功率 晶闸管（一般为3000A以上）串联组成。
[0003] 高压直流输电工程的核心设备是高压直流换流阀、换流变压器及高压直流控制保 护系统。而高压直流控制保护系统通过对高压直流换流阀的换相同步电压，换流变压器阀 的侧电流、直流电压、直流电流，以及高压直流换流阀等换相电路状态的测量和计算，最终 输出触发脉冲，触发脉冲用于控制高压直流换流阀的导通，实现高压直流功率的传输。
[0004] 因受到换流阀机械结构和绝缘设计限制，运行时仅可对与换流阀有直接电气连接 的电气设备所涉及的电气量进行测量，无法直接对涉及晶闸管的电气量进行测量，无法掌 握其电压及电流分布情况，亦即无法掌握晶闸管伏-安特性。晶闸管伏安特性的变化源于 其内部物理特性的改变，进而反映了其健康水平；现有技术模式下晶闸管健康状态需定期 停电进行测试，由于受到可直接测量的电气量限制，运行中无法掌握晶闸管器件状态，从而 对高压直流输电工程的运行可靠性及连续运行能力形成了制约。
[0005] 目前，高压直流换流阀换相电路状态的测量、采样、信号处理及控制输出等环节的 完好性和准确性依赖于系统内部自检，缺乏外部实时检测手段，而当需要检测时需要将高 压直流输电设备停运，一是减少高压直流输送电量，二是无法实时在线发现各环节存在的 问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种高压直流换流阀换相电路晶闸管运行状态检测方法，随 时掌握晶闸管运行状态、判断其健康状态，实现对测量、采样、信号处理及控制输出等环节 的完好性和准确性的检测。
[0007] 本发明采用下述技术方案：
[0008] 一种高压直流换流阀换相电路晶闸管运行状态检测方法，包括以下几个步骤：
[0009] 首先，对高压直流换流阀换相电路的间接电气量进行分布式测量，实时检测高压 直流换流阀换相电路状态：通过分布式测量模块对高压直流换流阀换相电路状态进行同步 实时精确测量，通过总线将测量数据传送给集中式数据处理及存储模块，由集中式数据处 理及存储模块对采样数据进行滤波处理、电气量间关系校验；所述的高压直流换流阀换相 电路的间接电气量包括高压直流换流阀换相同步电压、换流变压器阀侧电流、高压直流换 流阀控制脉冲、直流电流、直流电压；
[0010] 其次，对分布式测量系统测得的高压直流换流阀换相电路的间接电气量进行分 析，从而得到晶闸管的伏安特性曲线，具体过程包含以下步骤：
[0011] 步骤一：通过人机接口测量控制系统触发的脉冲，滤除各种干扰特征后，根据控制 系统触发的脉冲值的分布判断当前被触发的晶闸管或换流阀以及参与换相的晶闸管或换 流阀的位置分布；
[0012] 步骤二：根据当前触发晶闸管或换流阀及其所对应换流变阀侧电流几何特征确定 该晶闸管或换流阀以及参与换相的晶闸管或换流阀是否由截止转换到导通状态；根据当前 参与换相的晶闸管或换相阀及其所对应的换流变阀侧电流几何特征确定该晶闸管或换相 阀是否由导通转换到截止状态或是否由截止转换到导通状态；具体如下：
[0013] 在步骤一所确定当前触发的晶闸管或换流阀阀、参与换相的晶闸管或换相阀的基 础上，如果换流变压器阀侧交流电流iVY_ab。、iVD_ab。的变化率大于相电流变化率门槛值，则表 示当前触发的晶闸管或换流阀的状态由截止状态转换为导通状态（式2-1);
[0014] diVY_abc/dt〉AdVY
[0015] diVD_abc/dt>AdVD 2-1
[0016] 式中：iVY_ab。、iVD_ab。为换流变压器阀侧电流；AdVY、AdVD为相电流变化率门槛值；
[0017] 然后通过导通状态下的电流降低趋势及其有无峰值点来判断参与换相的晶闸管 或换相阀是否由导通状态转换为截止状态：
[0018] _ edvY^= diVY_abc/dt11 =t〇^； edVY
[0019] _ ediVD_abc/dt11 = t0< edVD
[0020] |iVY_abc(t) t=t〇-Atl〉〉AvYlivY-abc(t)lt=tO+Atl<AvY
[0021] |iVD_abc(t)|t= t0_At| >>Avd且 |iVD_abc(t)|t= t0+At| <Awi 2-2
[0022] _ ￡VY< iVY-abc⑴I t=t〇-At ? ivY-abc⑴ It =t〇+At< ￡VY
[0023]_ ￡ VD< iVD-abc⑴ It = t〇-At? ivD-abc⑴ It = t〇+At< ￡ VD2_2
[0024] 式中：AVY、Avd是换流变压器相电流高值门槛，eVY、eVD是换流变压器相电流低 值门槛；edVY、e_是相电流变化率低值门槛。
[0025] 步骤三：使用GPS同步对时模块测量高压直流换流阀中通过的直流电流，结合步 骤一中得到的当前触发阀或晶闸管）、参与换相阀或晶闸管，分析得到换流阀晶闸管电流分 布；分析过程具体如下：
[0026] 根据换流阀导通-截止状态计算换流阀电流支路拓扑状态；
[0027] 根据换流变阀侧电流及换流阀电流支路拓扑状态计算换流阀基本电流分布（公 式 3-1);
【主权项】
1. 一种高压直流换流阀换相电路晶闸管运行状态检测方法，其特征在于包括以下几个 步骤： 首先，对高压直流换流阀换相电路的间接电气量进行分布式测量，实时检测高压直流 换流阀换相电路状态：通过分布式测量模块对高压直流换流阀换相电路状态进行同步实时 精确测量，通过总线将测量数据传送给集中式数据处理及存储模块，由集中式数据处理及 存储模块对采样数据进行滤波处理、电气量间关系校验；所述的高压直流换流阀换相电路 的间接电气量包括高压直流换流阀换相同步电压、换流变压器阀侧电流、高压直流换流阀 控制脉冲、直流电流、直流电压； 其次，对分布式测量系统测得的高压直流换流阀换相电路的间接电气量进行分析，从 而得到晶闸管的伏安特性曲线，具体过程包含以下步骤： 步骤一：通过人机接口测量控制系统触发的脉冲，滤除各种干扰特征后，根据控制系统 触发的脉冲值的分布判断当前被触发的晶闸管或换流阀以及参与换相的晶闸管或换流阀 的位置分布； 步骤二：根据当前触发晶闸管或换流阀及其所对应换流变阀侧电流几何特征确定该晶 闸管或换流阀以及参与换相的晶闸管或换流阀是否由截止转换到导通状态；根据当前参与 换相的晶闸管或换相阀及其所对应的换流变阀侧电流几何特征确定该晶闸管或换相阀是 否由导通转换到截止状态或是否由截止转换到导通状态；具体如下： 在步骤一所确定当前触发的晶闸管或换流阀阀、参与换相的晶闸管或换相阀的基础 上，如果换流变压器阀侧交流电流iVY_ab。、iVDi。的变化率大于相电流变化率门槛值，则表示 当前触发的晶闸管或换流阀的状态由截止状态转换为导通状态（式2-1); divY-abc/dt〉Δ dVY divD-abc/dt〉Δ dVD 2