一种换流阀控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种换流阀控制系统，属于换流阀控制系统设计领域。


背景技术：

2.换流阀控制系统是高压直流输电设备中最重要的核心设备之一，用于控制换流阀的可靠稳定运行。控制设备自身的故障或功能异常不允许导致直流输电系统的停运。国内外现有的换流阀控制系统均配置为冗余系统，一个为值班系统，另一个为热备用系统，当值班系统出现故障时，控制系统能够自动切换至备用系统继续运行，故当单一系统故障时，应确保故障范围不扩大，尤其是影响另一系统的正常运行。
3.但是由于两个冗余系统控制同一被控对象，与换流阀的接口部分不可避免地存在公共电路，当公共电路部分出现严重故障时，可能导致两个控制系统均出现工作异常，或者一个控制系统受到扰动时，通过公共电路部分传递给另外一个控制系统，从而导致两个互为冗余的控制系统同时出现故障，最终导致系统停运。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种换流阀控制系统，为解决换流阀公共电路出现故障导致控制系统以及备用控制系统同时出现故障，导致系统停运的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明所提供的技术方案包括：
6.本发明的换流阀控制系统包括值班系统、备用系统和公共电路，值班系统通过值班信号处理支路连接至公共电路的信号冗余部分；备用系统通过备用信号处理支路连接至公共电路的信号冗余部分；值班信号处理支路和备用信号处理支路上均设置有信号处理单元和信号隔离电路；信号冗余部分用于传递换流阀接口电路的回检信号以及值班系统/备用系统的控制信号，且与公共电路中的接口电路连接。
7.有益效果为：本发明换流阀控制系统包括值班系统和备用系统，其信号处理支路上的信号处理单元和信号隔离电路，相互电气隔离、避免干扰，避免单系统扰动影响另一系统的正常运行，保证了系统可以稳定运行。
8.进一步地，值班系统的电源通过值班电源支路连接至公共电路的电源冗余部分；备用系统通过备用电源支路连接至公共电路的电源冗余部分；值班电源支路和备用电源支路上均设置有电源转换系统和电源隔离电路；电源冗余部分用于为公共电路提供电源，且与公共电路中的接口电路连接。
9.有益效果为：本发明的换流阀控制系统包括值班系统和备用系统，其电源支路上的电源隔离电路，相互电气隔离、避免干扰，避免单系统扰动影响另一系统的正常运行。
10.进一步地，值班电源支路上还设有过流保护电路，用于当电流过大时，切断值班系统的电源输出，且电源隔离电路连接设置在过流保护电路的上游。
11.有益效果为：值班电源支路设有过流保护电路，当公共电路出现严重短路故障时，实现电源切除，避免故障扩大，影响前级供电电源的稳定性。
12.进一步地，备用电源支路上还设有过流保护电路，用于当电流过大时，切断备用系统的电源输出，且电源隔离电路连接设置在过流保护电路的上游。
13.有益效果为：备用电源支路设有过流保护电路，当公共电路出现严重短路故障时，实现电源切除，避免故障扩大，影响前级供电电源的稳定性。
14.进一步地，信号隔离电路选用容隔、磁隔或者光隔等数字隔离器。
15.有益效果为：信号隔离电路设计选用容隔、磁隔或者光隔等数字隔离器，考虑到了信号的具体传输方向，保证冗余系统与换流阀触发回检信号控制电路之间信号的电气隔离。
16.进一步地，信号冗余部分和电源冗余部分选用通用逻辑器件、cpld或者fpga。
17.有益效果为：信号冗余部分和电源冗余部分选用通用逻辑器件、cpld或者fpga等，实现了冗余系统信号间的逻辑运算，用于控制换流阀触发回检的接口电路。
附图说明
18.图1是本发明的直流输电换流阀控制系统冗余控制设计示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
20.换流阀控制系统的实施例：
21.如图1所示，本发明的换流阀控制系统采用冗余控制设计包括：值班系统、备用系统和公共电路，公共电路包括信号冗余部分、电源冗余部分和换流阀接口电路。
22.值班系统通过值班信号处理支路连接至公共电路的信号冗余部分；备用系统通过备用信号处理支路连接至公共电路的信号冗余部分；值班信号处理支路和备用信号处理支路上均设置有信号处理单元和信号隔离电路，信号冗余部分用于传递换流阀接口电路的回检信号以及值班系统/备用系统的控制信号，且与公共电路中的接口电路连接。
23.值班系统电源通过电源支路连接至公共电路的电源冗余部分；备用系统通过备用电源支路连接至公共电路的电源冗余部分；值班电源支路和备用电源支路上均设置有电源转换系统和电源隔离电路；电源冗余部分用于为公共电路提供电源。
24.值班系统信号隔离电路和备用系统信号隔离电路的电路设计选用容隔、磁隔或者光隔等数字隔离器，考虑信号的具体传输方向，保证冗余系统与换流阀触发回检信号控制电路之间信号的电气隔离；值班系统/备用系统的电源隔离电路设计选用隔离开关电源转换电路，选用输出电压，输出功率与换流阀触发回检信号控制电路所需电源相匹配，电源电路尺寸需与触发回检控制装置内部板卡设计尺寸相匹配；冗余控制系统公共电路，由两个冗余控制系统提供，包括信号冗余部分、供电电源冗余部分，并且与冗余控制系统电源是电气隔离的；冗余控制系统的公共电路与换流阀的接口可设计成光信号通信或者电信号通信等形式；冗余控制系统的公共电路与换流阀直接连接，内部冗余电路设计可选用通用逻辑器件、cpld或者fpga等实现冗余系统信号间的逻辑运算用于控制换流阀触发回检的接口电路；供电电源冗余部分的电路设计可选用二极管或者mos管等具有单向导通功能的半导体器件或集成电路实现；冗余控制系统的公共电路的信号冗余部分的电路设计可选用通用逻辑门电路等具有与或逻辑处理的半导体器件或集成电路实现。
25.本发明值班系统和备用系统之间，以及两个系统与公共电路之间均实现电源和信号的完全隔离，无任何电气连接，避免单系统扰动影响另一系统的正常运行；两个系统给公共电路部分的供电电源，具备过流保护功能，当公共电路出现严重短路故障时，实现电源切除，避免故障扩大，影响前级供电电源的稳定性。
26.以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。凡依据本发明的思想，对本发明进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种换流阀控制系统，其特征在于,包括值班系统、备用系统和公共电路，值班系统通过值班信号处理支路连接至公共电路的信号冗余部分；备用系统通过备用信号处理支路连接至公共电路的信号冗余部分；值班信号处理支路和备用信号处理支路上均设置有信号处理单元和信号隔离电路；信号冗余部分用于传递换流阀接口电路的回检信号以及值班系统/备用系统的控制信号，且与公共电路中的接口电路连接。2.根据权利要求1所述的换流阀控制系统，其特征在于，所述值班系统的电源通过值班电源支路连接至公共电路的电源冗余部分；备用系统通过备用电源支路连接至公共电路的电源冗余部分；值班电源支路和备用电源支路上均设置有电源转换系统和电源隔离电路；电源冗余部分用于为公共电路提供电源，且与公共电路中的接口电路连接。3.根据权利要求2所述的换流阀控制系统，其特征在于，所述值班电源支路上还设有过流保护电路，用于当电流过大时，切断值班系统的电源输出，且电源隔离电路设置在过流保护电路的上游。4.根据权利要求2所述的换流阀控制系统，其特征在于，所述备用电源支路上还设有过流保护电路，用于当电流过大时，切断备用系统的电源输出，且电源隔离电路设置在过流保护电路的上游。5.根据权利要求2所述的换流阀控制系统，其特征在于，所述信号隔离电路选用容隔、磁隔或者光隔数字隔离器。6.根据权利要求1-5任一项所述的换流阀控制系统，其特征在于，所述信号冗余部分和所述电源冗余部分选用通用逻辑器件、cpld或者fpga。

技术总结
本发明涉及一种换流阀控制系统，属于换流阀控制系统设计领域，通过对换流阀设备冗余系统之间，以及冗余系统与公共电路之间增加供电电源、控制信号的隔离设计，以及过流保护设计，实现直流输电换流阀控制装置冗余系统之间电源、信号以及回流地的故障隔离和干扰隔离，避免单系统受到扰动或产生严重故障时，导致另外一个系统出现工作中断，从而引起系统停运。从而引起系统停运。从而引起系统停运。


技术研发人员：范彩云 张民 董朝阳 马俊杰 陈同浩 雍进玲 魏卓 肖彬 冉贤贤 张锐 赵起超 王蓉东 王佳佳
受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/2/3