一种UPFC中的TBS阀组晶闸管级在线状态检测方法与流程

本发明涉及一种upfc中的tbs阀组晶闸管级在线状态检测方法，属于电力系统技术领域。

背景技术：

在统一潮流控制器（upfc）是迄今为止功能最全面的柔性交流输电设备（facts）。它既能快速、独立控制有功、无功功率，全方位实现潮流调节，提高线路的输送能力，实现电网优化运行；又能动态地支撑接入点的电压，提高系统电压、功角稳定性。upfc可以针对电网运行和发展中的一些难题提供有效的解决手段，其特点如下：

1）对潮流的定向传输可进行精准的调节，提高交流输电线路的可控性，尤其是对电磁环网潮流的调控能力，从而可充分发挥输电通道的送电能力，减少过载、窝电现象，降低网损。

2）可全面地提升系统的安全稳定性，如：利用其快速控制能力，可提高电力系统的暂态稳定性；通过适当的无功功率调节稳定运行电压及故障后恢复电压，提高电网电压的控制能力；增强系统的阻尼以抑制系统振荡，改善系统的动态稳定性等。

3）通过实时检测故障电流进行电力电子器件的快速控制，起到降低短路电流的作用。

4）可发挥强大的交流输电线路潮流控制能力、提高电力系统暂态稳定性及抑制系统振荡的能力，从而可减少或缓解架设新的线路，经济和社会效益极为显著。

晶闸管旁路开关（thyristorbypassswitch，tbs）跨接在upfc串联变压器阀侧绕组两端。tbs的主要作用是，在线路故障、变压器故障或者串联换流器区故障时，迅速导通将串联侧设备（包括换流器、串联变压器等）旁路，使其与交流线路隔离，避免交流系统和阀区故障的相互影响，提高系统的可靠性；而在系统正常运行时，tbs必须断开，使串联侧换流器产生的电压能通过串联变压器耦合到线路中进行潮流优化控制。

由于tbs阀的晶闸管在正常运行时为关断状态，无法实时判断晶闸管阀是否正常，因此tbs阀无法像其它设备一样无法完全利用在线检测手段来可靠判断晶闸管及触发回路的好坏，在系统侧或阀侧发生故障时，tbs有可能因为部分晶闸管故障或者触发回路故障而无法导通，这将对upfc主设备以及交流系统造成严重的后果。

技术实现要素：

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种upfc中的晶闸管旁路开关（tbs）阀组晶闸管级在线状态检测方法，来保证upfc系统故障前tbs阀组功能的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种upfc中的tbs阀组晶闸管级在线状态检测方法,当tbs处于充电无电流状态，在每相支路中，由触发同步信号fcs逐级触发各级晶闸管级，由每个周期的触发同步信号fcs所产生的正向电压建立ip信号对tbs各级晶闸管级正向电压建立状态进行检测判定，如果在阈值周期内未接受到对应晶闸管级的正向电压建立ip信号，则判定为该晶闸管级检测回路异常；当晶闸管级检测回路正常，且在触发同步信号fcs处于有效的范围内，使用若干个触发信号脉冲触发晶闸管级，并在触发信号脉冲后的正向电压建立ip信号状态判断晶闸管级触发功能，若在每个触发信号脉冲后的返回检测窗口内均能检测到正向电压建立ip信号，则判定晶闸管级触发功能状态正常。

上述方案进一步的改进在于：所述阈值周期为工频周期，即20毫秒。

上述方案进一步的改进在于：所述返回检测窗口是90微秒。

本发明提供的upfc中的tbs阀组晶闸管级在线状态检测方法，在tbs阀闭锁状态不影响正常tbs保护功能的情况下，可展开对各晶闸管级阻尼回路、tcu正向检测功能正常、晶闸管正常、回检光纤、触发功能进行检测；可以有效保证晶闸管阀能在系统侧或阀侧发生故障时快速导通；可以有效的解决此tbs阀无法像其它设备一样无法完全利用在线检测手段来可靠判断晶闸管及触发回路的好坏的难点问题；可以适应upfc中tbs阀组，易于实现功能的在线检测。

附图说明

图1：本发明一个优选的实施例的时序图。

具体实施方式

实施例

本实施例的upfc中的tbs阀组晶闸管级在线状态检测方法,当tbs处于充电无电流状态，在每相支路中，由触发同步信号fcs逐级触发各级晶闸管级，由每个周期的触发同步信号fcs所产生的正向电压建立ip信号对tbs各级晶闸管级正向电压建立状态进行检测判定，如果在阈值周期内未接受到对应晶闸管级的正向电压建立ip信号，则判定为该晶闸管级检测回路异常；当晶闸管级检测回路正常，且在触发同步信号fcs处于有效的范围内，使用若干个触发信号脉冲触发晶闸管级，并在触发信号脉冲后的正向电压建立ip信号状态判断晶闸管级触发功能，若在每个触发信号脉冲后的返回检测窗口内均能检测到正向电压建立ip信号，则判定晶闸管级触发功能状态正常。

upfc考虑对换流器、串联变压器等重要设备的保护，配置了网侧快速旁路开关，阀侧（跨接避雷器、晶闸管旁路开关、快速旁路开关、端对地避雷器）以及线路开关等保护措施，通过各开关的协调控制配合，保证upfc主设备的安全。

tbs完整功能可分为阀组侧和控制侧；阀组侧由8级反并联的晶闸管级组成（包括：tcu模块、晶闸管、阻尼回路等），tcu根据晶闸管级正向电压建立状态返回的正向电压建立ip信号，接收触发脉冲fp信号并产生门极脉冲信号触发晶闸管。控制侧主要由vcu完成控制和检测工程，根据控制系统下发的触发同步信号fcs和tcu返回的正向电压建立ip信号输出触发脉冲至tbs阀组；各个信号的传递采用光纤接口。

根据tbs的在upfc中的使用特性，tbs阀的晶闸管在正常运行时为关断状态，即阀组中的晶闸管级仅承压，不触发。以tbs单个晶闸管级为例，正常运行时每个周期对正向电压建立信号ip进行检测，20ms（也可制定周期）内未收到对应晶闸管级tcu返回的正向电压建立ip信号，可判断该晶闸管级检测回路异常（tcu、阻尼回路、光纤回路）；触发回路检测时（在检测回路正常情况下），为了确保可靠检测，在触发同步信号fcs有效的100us，200us，300us处分别输出3个触发检测脉冲（独立于正常的tbs触发控制逻辑），若触发功能正常，则每个检测脉冲后晶闸管级瞬时后关断，重新建立正向电压，tcu会重新返回正向电压建立ip信号；在触发后的90us视为触发返回检测窗口；vcu根据脉冲返回情况判断晶闸管级触发功能状态是否正常。

本实施例的时序图见附图1包括：触发同步信号fcs、触发信号fp、正向电压建信号ip和tbs阀组个晶闸管级电压波形图。因为反并联的晶闸管级包括一正一反两个并联在一起的晶闸管，因此，在正向电压周期内测试正向的晶闸管，在反向周期内测试反向晶闸管。

本发明的处理流程：独立于正常的vcu对tcu检测；对tbs晶闸管级检测回路进行检测，对检测流程进行表述；独立于正常的触发逻辑，根据触发同步fcs信号进行独立触发逻辑，检测逻辑和判断处理。vcu根据检测结果上报“a相tbs-2级正向晶闸管级检测回路异（正）常”“a相tbs-2级正向晶闸管级触发回路异（正）常”的事件信息。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。