柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置及方法与流程

本发明属于柔性直流输电，具体涉及一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置及方法。

背景技术：

1、在柔性直流输电系统中，每个功率模块内都会配置一台旁路开关，当模块电压或电流状态异常时，功率模块控制板（pmc板）便会发送旁路指令给旁路开关，旁路开关会快速关断并将内部子模块短路，避免故障进一步扩大到整个系统。同时，旁路开关的状态必须能够准确发送给pmc板，否则pmc板会判断旁路开关拒动，导致系统跳闸。

2、原旁路开关在驱动电路上集成一个检测电路，检测电路产生一个电信号，通过导线接入旁路开关内部的微动开关再返回检测电路。当旁路开关动作后，微动开关动作，使电信号中断，检测电路再根据电信号的状态生成一个光信号发送给pmc板。

3、微动开关在动作时需要将内部铜片使用弹簧分离，弹簧分离过程中铜片必然会弹跳从而导致电信号的振荡，易造成信号识别异常。并且，功率模块上施加着极高的电压和电流，电磁环境极其复杂，电信号极易受到电磁环境的影响，造成电信号变化。一旦电信号错误，导致pmc板认为旁路开关拒动，就会造成系统跳闸，影响整个换流阀的运行，造成极大的经济损失。同时，电信号还需要转换成光信号才能发送给pmc板，这就需要单独的电路来实现，既提高了模块的成本，也提高了模块的故障率。

4、相关现有技术，如公开号为cn105548871a的专利申请公开了“一种mmc子模块旁路开关状态检测装置和mmc子模块旁路开关”，还存在以下缺点：1）开关状态信号为电信号，存在受到电磁环境影响的隐患。2）电信号的改变依赖于开关内部的微动开关，动作时信号会产生振荡。3）整个装置和控制板的信号也为电信号，存在受到电磁环境影响的隐患。4）若使用该装置就必须按照该装置对模块整体结构进行重新设计，无法直接替换原旁路开关。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术中旁路开关状态信号复杂且易受到干扰的问题，提供一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置及方法，根据旁路开关的状态改变光信号的状态，并且状态改变时不会造成信号振荡，使光信号以不同的形式直接返回pmc板，告知pmc板此时旁路开关的状态，同时避免额外的光电转换电路和抗电磁兼容电路的设计。

2、为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

3、第一方面，提供一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，包括本体，本体上开设有槽，槽中安装有挡板，挡板与旁路开关的活动机构相连，挡板在活动机构的带动下能够沿本体的槽活动；本体上在槽的两侧开设与槽连通的孔，所述孔用于安装光缆，所述挡板上开设有光信号通过孔；当旁路开关为开通状态，挡板活动至光信号通过孔与两侧光缆对准的位置，当旁路开关为关断状态，挡板活动至光信号通过孔与两侧光缆错位的位置；光缆与pmc板连接。

4、作为一种优选的方案，所述挡板上间隔开设有多个光信号通过孔，本体上对应于每一个光信号通过孔在槽的两侧开设多对与槽连通的孔，用于安装多组光缆；当旁路开关为开通状态，挡板活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆对准的位置，当旁路开关为关断状态，挡板活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆错位的位置。

5、作为一种优选的方案，所述挡板上还开设有条形孔，本体在槽的两侧壁面之间开孔并安装定位螺栓，定位螺栓由挡板的条形孔穿过，条形孔用于限定挡板的活动范围。

6、作为一种优选的方案，所述本体的槽内部装有弹簧，弹簧支撑设置在挡板的底端。

7、作为一种优选的方案，所述本体设置在旁路开关的内部，并通过安装螺栓与旁路开关进行连接，所述挡板与旁路开关的活动机构采用螺栓相连。

8、作为一种优选的方案，所述光缆的光缆头使用mf端头，所述mf端头能够紧密安装在本体上开设的孔中，安装好之后两侧光缆的端面距离≤5mm。

9、作为一种优选的方案，所述光缆使用pof光缆，所述pof光缆的芯径为1mm。

10、第二方面，提供一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报方法，包括：

11、在两根光缆中间设置一块开设有光信号通过孔的挡板；

12、将光缆与pmc板连接，将挡板与旁路开关的活动机构相连；

13、当旁路开关为开通状态，活动机构带动挡板活动至光信号通过孔与两侧光缆对准的位置，光信号从挡板的光信号通过孔透过，将两根光缆连通；

14、当旁路开关为关断状态，活动机构带动挡板活动至光信号通过孔与两侧光缆错位的位置，光信号无法从挡板的光信号通过孔透过，pmc板无信号输入。

15、作为一种优选的方案，挡板的活动方向与两根光缆的布置方向保持垂直。

16、作为一种优选的方案，在所述挡板上间隔开设多个光信号通过孔，且对应于每一个光信号通过孔在挡板的两侧设置多组光缆；当旁路开关为开通状态，活动机构带动挡板活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆对准，当旁路开关为关断状态，活动机构带动挡板活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆错位。

17、相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：

18、本发明柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置直接传输光信号，无需进行光电转换，可以完全免疫电磁场的任何干扰，保证回报的旁路开关状态准确无误。挡板与旁路开关的活动机构之间硬连接，活动机构直接带动挡板动作，可以根据旁路开关的活动机构改变自身内部光通路从而改变光信号的开通和关断，不会造成信号振荡或者开关动作和状态信号之间出现延时。本发明装置的体积小、重量轻，且为纯机械机构，无需电源供电，可以直接替换原旁路开关内的微动开关，无需重新设计或购买整个旁路开关，且不会影响功率模块的结构和重量。本发明可以直接控制光信号并返回给pmc板，无需使用电路板将电信号转换成光信号再返回给pmc板，从而降低了模块成本和故障率。

技术特征：

1.一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：包括本体（1），本体（1）上开设有槽，槽中安装有挡板（2），挡板（2）与旁路开关（21）的活动机构（22）相连，挡板（2）在活动机构（22）的带动下能够沿本体（1）的槽活动；本体（1）上在槽的两侧开设与槽连通的孔，所述孔用于安装光缆（3），所述挡板（2）上开设有光信号通过孔；当旁路开关（21）为开通状态，挡板（2）活动至光信号通过孔与两侧光缆（3）对准的位置，当旁路开关（21）为关断状态，挡板（2）活动至光信号通过孔与两侧光缆（3）错位的位置；光缆（3）与pmc板连接。

2.根据权利要求1所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：所述挡板（2）上间隔开设有多个光信号通过孔，本体（1）上对应于每一个光信号通过孔在槽的两侧开设多对与槽连通的孔，用于安装多组光缆（3）；当旁路开关（21）为开通状态，挡板（2）活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆（3）对准的位置，当旁路开关（21）为关断状态，挡板（2）活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆（3）错位的位置。

3.根据权利要求1或2所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：所述挡板（2）上还开设有条形孔，本体（1）在槽的两侧壁面之间开孔并安装定位螺栓（5），定位螺栓（5）由挡板（2）的条形孔穿过，条形孔用于限定挡板（2）的活动范围。

4.根据权利要求3所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：所述本体（1）的槽内部装有弹簧（4），弹簧（4）支撑设置在挡板（2）的底端。

5.根据权利要求1所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：所述本体（1）设置在旁路开关（21）的内部，并通过安装螺栓（24）与旁路开关（21）进行连接，所述挡板（2）与旁路开关（21）的活动机构（22）采用螺栓相连。

6.根据权利要求1所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：所述光缆（3）的光缆头使用mf端头，所述mf端头能够紧密安装在本体（1）上开设的孔中，安装好之后两侧光缆（3）的端面距离≤5mm。

7.根据权利要求6所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置，其特征在于：所述光缆（3）使用pof光缆，所述pof光缆的芯径为1mm。

8.一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报方法，其特征在于，挡板（2）的活动方向与两根光缆（3）的布置方向保持垂直。

10.根据权利要求8所述柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报方法，其特征在于，在所述挡板（2）上间隔开设多个光信号通过孔，且对应于每一个光信号通过孔在挡板（2）的两侧设置多组光缆（3）；当旁路开关（21）为开通状态，活动机构（22）带动挡板（2）活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆（3）对准，当旁路开关（21）为关断状态，活动机构（22）带动挡板（2）活动至每一个光信号通过孔均与对应的两侧光缆（3）错位。

技术总结
一种柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置及方法，回报装置包括本体，本体上开槽并安装有挡板，挡板与旁路开关的活动机构相连，挡板在活动机构的带动下能够沿本体的槽进行活动；本体上在槽的两侧开设与槽连通的孔用于安装光缆，挡板上开设有光信号通过孔；当旁路开关为开通状态，挡板活动至光信号通过孔与两侧光缆对准，当旁路开关为关断状态，挡板活动至光信号通过孔与两侧光缆错位；光缆与PMC板连接。本发明直接传输光信号，无需进行光电转换，可以完全免疫电磁场的干扰，根据旁路开关的状态改变光信号的状态，并且状态改变时不会造成信号振荡，使光信号以不同的形式直接返回PMC板，保证回报的旁路开关状态准确无误。

技术研发人员：王潇,孙小平,邢凌敏,王小康,陈荷,崔斌,刘琦
受保护的技术使用者：西安西电电力系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15