一种换流阀冷却系统的测试装置以及测试方法与流程

本发明涉及直流输电阀冷系统技术领域，具体涉及一种换流阀冷却系统的测试装置及测试方法。

背景技术：

高压直流输电换流阀冷却系统是整个直流系统的重要组件，其本身也是一个涉及暖通、制冷、电气、水处理和控制等多个专业的系统。组成此系统需要各种各样的装置设备及仪器仪表，对其设计、安装、调试、检修以及检测提出了很高的要求。近些年来，换流阀冷却系统因材质老化、元件损坏、水质变化、换热器结垢腐蚀、配水管电极和密封圈结垢腐蚀、主泵漏水、在线仪表故障和误差、控制保护系统误动作、一次设备设计不完善等原因，直接导致的直流系统非计划停运占总数的一半左右，这表明换流阀冷却系统是威胁直流系统安全可靠运行的最大风险之一。因此非常有必要定期对直流换流阀冷却系统进行检验。

根据《国家电网公司直流换流站检测管理规定》，换流站须每年对换流阀冷却系统保护进行跳闸逻辑及定值校验工作，换流站换流阀冷却系统配置有流量及压力保护、温度保护、液位保护、泄漏保护等，目前采用修改定值或使用电位计模拟方法进行保护检验，国内外尚无换流阀冷却系统保护测试装置。

传统的采用修改定值或使用电位计模拟的方法存在以下问题：（1）无法准确校验换流阀冷却系统保护定值是否与运行定值一致；（2）人工接入并调节多个电位器耗时长，且准确性无法保证；（3）需要多次启动、停止主循环泵以满足保护校验的状态，会对主循环泵机封造成损伤而发生漏水。

为解决上述问题，本发明提出一种换流阀冷却系统的测试装置及其测试方法，可精确设定换流阀冷却系统保护仪表值，使各项验证试验更接近实际运行工况，可保证保护检验的准确性和可靠性，也可提升换流阀冷却系统保护检验工作的质量和效率。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是，提供了一种换流阀冷却系统的测试装置及其测试方法。所述的一种换流阀冷却系统的测试装置及其测试方法，可精确设定换流阀冷却系统保护仪表值，使各项验证试验更接近实际运行工况，可保证保护检验的准确性和可靠性，也可提升换流阀冷却系统保护检验工作的质量和效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种换流阀冷却系统的测试装置，包括阀冷测试系统与阀冷控制系统；所述的阀冷测试系统包括：计算模块、转换模块、通信模块；

所述的计算模块与转换模块相连接，所述的转换模块与阀冷控制系统相连接；所述的计算模块与通信模块相连接，所述的通信模块与阀冷控制系统相连接。

优选地，所述的计算模块包括：人机界面、plc计算模块，所述的人机界面与plc计算模块通过以太网进行通讯。

优选地，所述的转换模块包括隔离转换模组与三端隔离放大器，所述的隔离转换模组的输入端与计算模块的plc计算模块的输出端相连接，所述的隔离转换模组的输出端与三端隔离放大器的输入端相连接，所述的三端隔离放大器的输出端与阀冷控制系统的输入端相连接。

优选地，所述的通信模块包括总线通信与光纤通信两种模式。

进一步优选地，所述的总线通信通过总线耦合器将plc计算模块与阀冷控制系统相连接，所述总线通信用于阀冷测试系统实时接收阀冷控制系统的设备状态和设备报警信息。换流阀冷却系统测试装置与换流阀冷却控制系统通过总线耦合器实现电气隔离和无干扰通信，换流阀冷却系统测试装置在总线上实时接收主循环泵相关的设备状态和设备报警信息。

进一步优选地，所述的光纤通信包括两个光调制模块，第一光调制模块与plc计算模块相连接，第二光调制模块与阀冷控制系统相连接，所述的光调制模块用于阀冷测试系统与阀冷控制系统的光调制通讯。

进一步优选地，换流阀冷却系统测试装置设计光调制模块，用于模拟换流阀冷却系统的上位机。换流阀冷却系统测试装置光调制模块的输出接换流阀冷却系统光调制模块的输入，换流阀冷却系统测试装置光调制模块的输入接换流阀冷却系统光调制模块的输出。换流阀冷却系统测试装置通过光调制模块向换流阀冷却系统下发命令和状态，换流阀冷却系统通过光调制模块向换流阀冷却系统测试装置上传状态。

在阀冷控制系统测试装置的人机界面下发信号有“远程启动阀冷系统”、“远程停止阀冷系统”、“远程切换主循环泵”、“换流阀解锁”、“换流阀闭锁”和“直流系统可用”，阀冷控制系统上传信号有“阀冷系统跳闸”、“阀冷系统可用”、“请求功率回降”、“阀冷系统就绪”、“阀冷系统具备冗余能力”和“阀冷系统激活”。

一种换流阀冷却系统的测试装置的测试方法，包括：

人机界面获取任意工程值；

plc计算模块将工程值转换成电压信号；

隔离转换模组将电压信号转换成对应的电流信号；

三端隔离放大器将电流信号输入阀冷控制系统；

通过总线通信获取阀冷控制系统的输出值。

进一步优选地，所述的测试方法还包括：报警保护与跳闸保护，所述的报警保护与跳闸保护具体为：

人机界面获取报警工程值/跳闸工程值；

plc计算模块将报警值进行计算

通过总线通信获取换流冷却系统的输出值；

plc计算模块将计算后的输出值说报警工程值/跳闸工程值进行匹配；

若低于或高于该值进行报警/跳闸。

进一步优选地，所述的报警值计算公式如下：

仪表低报警值=(低报警设定值-超低报警设定值)÷2+超低报警设定值；

仪表超低报警值=超低报警设定值÷2；

仪表高报警值=(超高报警设定值-高报警设定值)÷2+高报警设定值；

仪表超高报警值=(超高报警设定值-高报警设定值)÷2+超高报警设定值。

优选地，所述的电压信号为0~10v；所述的电流信号为4~20ma。通过航空插头将4~20ma电流信号接入换流阀冷却控制系统，实现现场仪表的仿真。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：可精确设定换流阀冷却系统保护仪表值，使各项验证试验更接近实际运行工况，可保证保护检验的准确性和可靠性，也可提升换流阀冷却系统保护检验工作的质量和效率。基于plc计算模块控制的换流阀冷却系统测试装置光调制模块可真实模拟上位机与换流阀冷却系统的光调制通讯。plc计算模块将接收到的主循环泵相关的设备状态和设备报警信息在人机界面显示，模拟主循环泵的运行状态和控制逻辑。plc计算模块控制的主循环泵逻辑测试技术无需真实启动主循环泵，有利于保护主泵的机封和轴承。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的一种换流阀冷却系统的测试装置的结构框图；

图2为本发明所述的一种换流阀冷却系统的测试装置的结构示意图；

图3是本发明所述的一种换流阀冷却系统的测试装置的测试方法流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本流程图，因此其仅显示与本发明有关的流程。

如图1所示，本发明是一种换流阀冷却系统的测试装置，所述的装置具体为：

一种换流阀冷却系统的测试装置，包括阀冷测试系统与阀冷控制系统3；所述的阀冷测试系统包括：计算模块1、转换模块2、通信模块4；

所述的计算模块1与转换模块2相连接，所述的转换模块23与阀冷控制系统相连接；所述的计算模块1与通信模块4相连接，所述的通信模块4与阀冷控制系统3相连接。

如图2所示，一种换流阀冷却系统的测试装置的结构示意图：

优选地，所述的计算模块1包括：人机界面5、plc计算模块6，所述的人机界面5与plc计算模块6通过以太网进行通讯。

优选地，所述的转换模块2包括隔离转换模组7与三端隔离放大器8，所述的隔离转换模组7的输入端与计算模块的plc计算模块6的输出端相连接，所述的隔离转换模组7的输出端与三端隔离放大器8的输入端相连接，所述的三端隔离放大器8的输出端与阀冷控制系统3的输入端相连接。

优选地，所述的通信模块包括总线通信与光纤通信两种模式。

进一步优选地，所述的总线通信通过总线耦合器9将plc计算模块6与阀冷控制系统3相连接，所述总线通信用于阀冷测试系统实时接收阀冷控制系统的设备状态和设备报警信息。

进一步优选地，所述的光纤通信包括两个光调制模块，第一光调制模块10与plc计算模块相连接，第二光调制模块11与阀冷控制系统3相连接，所述的光调制模块用于阀冷测试系统与阀冷控制系统的光调制通讯。

所述的第一光调制模块与第二光调制模块用于：上位机模拟，换流阀冷却系统测试装置设计光调制模块，用于模拟换流阀冷却系统的上位机。换流阀冷却系统测试装置光调制模块的输出接换流阀冷却系统光调制模块的输入，换流阀冷却系统测试装置光调制模块的输入接换流阀冷却系统光调制模块的输出。换流阀冷却系统测试装置通过光调制模块向换流阀冷却系统下发命令和状态，换流阀冷却系统通过光调制模块向换流阀冷却系统测试装置上传状态。

所述的光调制信号：在换流阀冷却系统测试装置的人机界面下发信号有“远程启动阀冷系统”、“远程停止阀冷系统”、“远程切换主循环泵”、“换流阀解锁”、“换流阀闭锁”和“直流系统可用”，换流阀冷却系统上传信号有“阀冷系统跳闸”、“阀冷系统可用”、“请求功率回降”、“阀冷系统就绪”、“阀冷系统具备冗余能力”和“阀冷系统激活”。

基于plc控制的换流阀冷却系统测试装置光调制模块可真实模拟上位机与换流阀冷却系统的光调制通讯。

如图2所示，本发明提供了一种换流阀冷却系统的测试装置的测试方法：

人机界面获取任意工程值；

plc计算模块将工程值转换成电压信号；

隔离转换模组将电压信号转换成对应的电流信号；

三端隔离放大器将电流信号输入阀冷控制系统；

通过总线通信获取阀冷控制系统的输出值。

进一步优选地，所述的测试方法还包括：报警保护与跳闸保护，所述的报警保护与跳闸保护具体为：

人机界面获取报警工程值/跳闸工程值；

plc计算模块将报警值进行计算

通过总线通信获取换流冷却系统的输出值；

plc计算模块将计算后的输出值说报警工程值/跳闸工程值进行匹配；

若低于或高于该值进行报警/跳闸。

进一步优选地，所述的报警值计算公式如下：

仪表低报警值=(低报警设定值-超低报警设定值)÷2+超低报警设定值；

仪表超低报警值=超低报警设定值÷2；

仪表高报警值=(超高报警设定值-高报警设定值)÷2+高报警设定值；

仪表超高报警值=(超高报警设定值-高报警设定值)÷2+超高报警设定值。

优选地，所述的电压信号为0~10v；所述的电流信号为4~20ma。

通过人机界面输入某个仪表的工程值，plc软件经过计算将工程值转换成对应的0~10v电压信号并从plc的模拟量输出模块输出，隔离转换模块将从plc模拟量模块接收的0~10v电压信号转换成对应的4~20ma电流信号，通过航空插头将4~20ma电流信号接入换流阀冷却控制系统，实现现场仪表的仿真。

一种基于plc控制的换流阀冷却系统测试装置，用于换流阀冷却系统的跳闸保护逻辑、主循环泵逻辑和光调制逻辑测试。测试装置仿真产生需要的流量、压力、液位、温度等仪表数据并接入换流阀冷却系统，实时模拟现场仪表数值和换流阀冷却系统运行工况。对换流阀冷却系统跳闸保护定值和逻辑进行分析，在测试装置中实现跳闸保护逻辑的测试功能。对换流阀冷却系统的主循环泵控制逻辑进行分析，通过读取换流阀冷却系统总线的方式在测试装置中实现主循环泵和相关设备状态和故障信息一览，明确主循环泵控制原理。通过光调制模块模拟上位机下发到换流阀冷却系统和冷却系统上传到上位机的光调制信号逻辑。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。