CN109459633B - 直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法及装置及*** - Google Patents
直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法及装置及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法、装置及***，其中，故障诊断方法包括：根据晶闸管关断状态时的均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到均压回路的第一运行状态；根据阻尼电阻的第二采样电流和第二采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到阻尼电阻的第二运行状态；根据阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到阻尼电容的第三运行状态；基于第一运行状态、第二运行状态和第三运行状态确定直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。本发明能够在线实时、准确检测均压回路和阻尼回路的状态，为整个换流阀工作状态监测及故障预判提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子和电力***技术领域，具体涉及一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法及装置及***。
背景技术
高压直流换流阀晶闸管级回路由晶闸管、晶闸管触发监测***、阻尼回路和均压回路等关键元部件串联组成，其中阻尼回路和均压回路的作用是在晶闸管关断恢复期间降低换流阀的换相电压过冲，同时起到串联晶闸管的动、静态均压作用，从而保护晶闸管不受关断过电压的侵害及保持电压均匀分布。阻尼回路由阻尼电容和阻尼电阻组成，均压回路由直流均压电阻组成，若阻尼回路和均压回路元件损坏，晶闸管触发监测***(晶闸管触发检测装置)将无法取得工作所需能量，进而也不能测量晶闸管级电压，导致正常触发和过电压保护触发功能丧失，有可能使相应晶闸管被过电压击穿损坏。
目前，国内外关于实时监测阻尼回路和均压回路元件及其他关键部件运行参数的方法还比较少，至于具体的硬件监测电路设计更是寥寥无几。无法做到换流阀的运行状态实时监测和故障预判，故障处理具有滞后性，并只能实施定期检修，因此换流阀的可靠性和可用率提升空间较大。
综上，有必要研究能够在线实时、准确检测均压回路和阻尼回路的状态的方法，为整个换流阀工作状态监测及故障预判提供依据。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法及装置及***，以解决目前无法对换流阀实现故障预判而导致的可靠性问题和只能定期检修造成的可用率相对低的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，阻尼回路包括阻尼电阻和阻尼电容，包括：根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态；根据所述阻尼电阻的第二采样电流和第二采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到所述阻尼电阻的第二运行状态；根据所述阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到所述阻尼电容的第三运行状态；基于所述第一运行状态、所述第二运行状态和所述第三运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
可选地，所述均压回路包括直流均压电阻，所述第一采样电流通过第一采样电阻进行采样得到，所述第一采样电阻串联在所述直流均压电阻低电位端与晶闸管触发监测装置之间；所述根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态包括：获取所述第一采样时刻的直流均压电阻低电位端对地电压；根据所述直流均压电阻低电位端对地电压和所述第一采样电阻得到所述第一采样电流；根据所述晶闸管两端的电压峰值和所述第一采样时刻得到所述第一采样时刻的直流均压电阻高电位端的电压；根据所述第一采样电流、所述直流均压电阻高电位端对地电压以及所述直流均压电阻低电位端对地电压得到所述直流均压电阻的第一测量阻值；将所述第一测量阻值与所述第一预设电阻值对比，得到所述第一运行状态。
可选地，所述根据所述阻尼电阻的第二采样电流和采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到所述阻尼电阻的第二运行状态包括：分别获取所述第二采样时刻的阻尼电阻低电位端对地电压和高电位端对地电压；根据所述阻尼电阻低电位端对地电压和第二采样电阻得到所述第二采样电流，所述第二采样电阻串联在所述阻尼电阻和所述晶闸管触发监测装置之间；根据所述第二采样电流、所述阻尼电阻高电位端对地电压以及所述阻尼电阻低电位端对地电压得到所述阻尼电阻的第二测量阻值；将所述第二测量阻值与所述第二预设电阻值对比，得到所述第二运行状态。
可选地，所述根据所述阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到所述阻尼电容的第三运行状态包括：分别获取所述第三采样时刻的阻尼电阻低电位端对地电压和高电位端对地电压；根据所述阻尼电阻低电位端对地电压和第三采样电阻得到所述第三采样电流，所述第三采样电阻串联在所述阻尼电阻和所述晶闸管触发监测装置之间；根据所述第三采样电流和所述阻尼电阻高电位端对地电压得到所述阻尼电容的阻抗值；将所述阻尼电容的阻抗值与所述预设阻抗值对比，得到所述第三运行状态。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，包括：根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态；根据所述晶闸管开通状态时所述阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到所述阻尼回路的第四运行状态；基于所述第一运行状态和所述第四运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
可选地，所述均压回路包括直流均压电阻，所述第一采样电流通过第一采样电阻进行采样得到，所述第一采样电阻串联在所述直流均压电阻低电位端与晶闸管触发监测装置之间；所述根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态包括：获取所述第一采样时刻的直流均压电阻低电位端对地电压；根据所述直流均压电阻低电位端对地电压和所述第一采样电阻得到所述第一采样电流；根据所述晶闸管两端的电压峰值和所述第一采样时刻得到所述第一采样时刻的直流均压电阻高电位端的电压；根据所述第一采样电流、所述直流均压电阻高电位端对地电压以及所述直流均压电阻低电位端对地电压得到所述直流均压电阻的第一测量阻值；将所述第一测量阻值与所述第一预设电阻值对比，得到所述第一运行状态。
可选地，所述阻尼回路连接有时间检测电路，所述时间检测电路用于在所述阻尼回路的放电电流下降至峰值的一半时输出电平发生跳变，所述放电电流是通过第四采样电阻得到的，所述第四采样电阻串联在所述阻尼电阻和所述晶闸管触发监测装置之间；所述根据所述晶闸管开通状态时所述阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到阻尼回路的第四运行状态包括：记录从所述晶闸管开通至所述时间检测电路的输出电平发生跳变的时间间隔，所述时间间隔为所述放电时长；将所述放电时长值与所述预设时长对比，得到所述第四运行状态。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断装置，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，阻尼回路包括阻尼电阻和阻尼电容，包括：第一状态检测模块，用于根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态；第二状态检测模块，用于根据所述阻尼电阻的第二采样电流和第二采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到所述阻尼电阻的第二运行状态；第三状态检测模块，用于根据所述阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到所述阻尼电容的第三运行状态；第一诊断模块，用于基于所述第一运行状态、所述第二运行状态和所述第三运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断装置，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，包括：第一状态检测模块，用于根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态；第四状态检测模块，用于根据所述晶闸管开通状态时所述阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到阻尼回路的第四运行状态；第二诊断模块，用于基于所述第一运行状态和所述第四运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
根据第五方面，本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断***，用于对所述直流输电换流阀晶闸管级回路的故障进行诊断，其特征在于包括：电流采样电路、电压采样电路、时间检测电路、存储器和处理器，所述电流采样电路、所述电压采样电路、所述时间检测电路、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第二方面所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法。
本发明实施例提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法、装置及***，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，本发明能够在线实时、准确检测均压回路和阻尼回路的状态，为整个换流阀工作状态监测及故障预判提供依据。本发明还可为实现换流阀“定期检修”到“状态检修”的转变奠定基础，解决目前无法对换流阀实现故障预判而导致的可靠性问题和只能定期检修造成的可用率相对低问题，最终提升换流阀可靠性和可用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中晶闸管等级电气等效示意图；
图2示出了本发明实施例的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法的流程图；
图3示出了本发明实施例另一直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法流程图；
图4示出了本发明实施例的均压电阻回路诊断原理图；
图5示出了本发明实施例的阻尼电阻电容诊断原理图；
图6示出了本发明实施例的阻尼电容放电波形图；
图7示出了本发明实施例阻尼电路诊断原理图；
图8示出了本发明实施例时间检测电路的原理图。
附图标记：
10-晶闸管；20-阳极散热器；30-阴极散热器；40-直流均压电阻；50-直流均压电阻；60-晶闸管触发监测***；70-晶闸管触发监测装置取能模块；80-阻尼电容；90-阻尼电容；100-阻尼电容；110-阻尼电阻；120-阻尼电阻；130-反向放大器；140-比较器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，该诊断方法用于对如图1所示的换流阀的晶闸管级回路进行诊断，该换流阀的晶闸管级回路可以包括晶闸管10、直流均压电阻40、直流均压电阻50、阻尼电阻110、阻尼电阻120、阻尼电容80、阻尼电容90、阻尼电容100和晶闸管触发监测装置60，晶闸管10阳极与阳极散热器20第一端连接，阳极散热器20第二端分别连接直流均压电阻40第一端和阻尼电容80第一端，直流均压电阻40第二端与直流均压电阻50第一端连接，直流均压电阻50第二端与晶闸管触发检测装置60连接，阻尼电容80第二端分别连接阻尼电阻90第一端和阻尼电容100第一端，阻尼电容90第二端与阻尼电阻110第一端连接，阻尼电阻110第二端与晶闸管触发检测装置60连接，阻尼电容100第二端与阻尼电阻120第一端连接，阻尼电阻120第二端与晶闸管触发检测装置60连接，晶闸管10阴极分别连接晶闸管触发检测装置60和阴极散热器30第一端，阴极散热器30第二端与晶闸管触发检测装置60连接，晶闸管10门级与晶闸管触发检测装置60连接。其中晶闸管10属于换流阀的主回路，晶闸管触发监测装置取能模块70通过阻尼回路从晶闸管10两端取能。
如图2所示，诊断方法，可以包括：
S101.根据晶闸管关断状态时的均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到均压回路的第一运行状态。在具体的实施中，均压回路包括直流均压电阻，第一采样电流通过第一采样电阻进行采样得到，第一采样电阻串联在直流均压电阻低电位端与晶闸管触发监测装置之间；根据晶闸管关断状态时的均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到均压回路的第一运行状态包括：获取第一采样时刻的直流均压电阻低电位端对地电压；根据直流均压电阻低电位端对地电压和第一采样电阻得到第一采样电流；根据晶闸管两端的电压峰值和第一采样时刻得到第一采样时刻的直流均压电阻高电位端的电压；根据第一采样电流、直流均压电阻高电位端对地电压以及直流均压电阻低电位端对地电压得到直流均压电阻的第一测量阻值；将第一测量阻值与第一预设电阻值对比，得到第一运行状态。
S102.根据阻尼电阻的第二采样电流和第二采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到阻尼电阻的第二运行状态；在具体的实施例中，分别获取第二采样时刻的阻尼电阻低电位端对地电压和高电位端对地电压；根据阻尼电阻低电位端对地电压和第二采样电阻得到第二采样电流，第二采样电阻串联在阻尼电阻和晶闸管触发监测装置之间；根据第二采样电流、阻尼电阻高电位端对地电压以及阻尼电阻低电位端对地电压得到阻尼电阻的第二测量阻值；将第二测量阻值与第二预设电阻值对比，得到第二运行状态。
S103.根据阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到阻尼电容的第三运行状态。在具体的实施例中，分别获取第三采样时刻的阻尼电阻低电位端对地电压和高电位端对地电压；根据阻尼电阻低电位端对地电压和第三采样电阻得到第三采样电流，第三采样电阻串联在阻尼电阻和晶闸管触发监测装置之间；根据第三采样电流和阻尼电阻高电位端对地电压得到阻尼电容的阻抗值；将阻尼电容的阻抗值与预设阻抗值对比，得到第三运行状态。
S104.基于第一运行状态、第二运行状态和第三运行状态确定直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
如图3所示，另一诊断方法，可以包括：
S201.根据晶闸管关断状态时的均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到均压回路的第一运行状态。具体的可以参见上述实施例步骤S101中对于检测第一运行状态的描述。
S202.根据晶闸管开通状态时阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到阻尼回路的第四运行状态。在具体的实施中，阻尼回路连接有时间检测电路，时间检测电路用于在阻尼回路的放电电压下降至峰值的一半时输出电平发生跳变，放电电流是通过第四采样电阻得到的，第四采样电阻串联在阻尼电阻和晶闸管触发监测装置之间；根据晶闸管开通状态时阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到阻尼回路的第四运行状态包括：记录从晶闸管开通至时间检测电路的输出电平发生跳变的时间间隔，时间间隔为放电时长；将放电时长值与预设时长对比，得到第四运行状态。
S203.基于第一运行状态和第四运行状态确定直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
下面结合图4-8对一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法进行详细的说明：
1.直流均压电阻的的运行状态，即第一运行状态的诊断：直流均压电阻的监测原理为测量电阻两端的电压和电流，然后根据欧姆定律计算电阻值。晶闸管导通后，直流均压电阻上的电压为零，所以需要在晶闸管关断的时候测量。在晶闸管两端电压正向过零点和导通时刻之间，通过电流第一采样电阻采样流过直流均压电阻的第一采样电流，通过阻容分压器采样直流均压电阻低电位端对地电压，正常工况下加在晶闸管两端的正弦电压峰值不变，所以可以根据第一采样时刻推算出直流均压电阻高电位端的电压，然后通过第一采样时刻的第一电压和第一采样电流计算直流均压电阻的第一测量阻值。
直流均压电阻测量电路的具体实施方案如图4所示。为了得到流过直流均压电阻上的第一采样电流Ij，在直流均压电阻和晶闸管触发检测装置之间串联一个非常小的电阻Rs，由于电阻Rs的阻值非常小，对均压电阻上流过的电流影响可以忽略不计，
为了得到直流均压电阻低电位端的对地电压，在直流均压电阻与Rs之间接入一个对地的阻容分压器，阻容分压器是由一系列的电阻电容串并联而成，Ra、Rb、Ca和Cb的关系满足：
其中，K即为阻容分压器的分压比。
其中阻容分压器可以通过电压Uk与分压比的乘积得到直流均压电阻低电位端对地电压，也即电压Us，再结合第一采样时刻推算出直流均压电阻高电位端的电压，得到了采样时刻直流均压电阻两端的第一电压，避免了直接测量时高电压带来的安全隐患，然后通过欧姆定律得到不同采样时刻直流均压电阻第一测量阻值，取其平均值即得到直流均压电阻的第一测量阻值，将第一测量阻值与直流均压电阻已知电阻值对比，得到第一运行状态。
Uj＝Um-K·Uk (3)
其中Um为根据四个采样时刻推算得到的晶闸管端电压。
2.阻尼电阻的运行状态，即第二运行状态的诊断：
阻尼电阻采用和直流均压电阻相同的监测方法，测量电阻两端的电压和电流，然后根据欧姆定律计算电阻值。阻尼回路在稳态时流过的电流非常小，不便测量，所以在晶闸管触发导通之后的暂态过程，对阻尼电阻进行测量。晶闸管导通后，通过电流第二采样电阻采样流过阻尼电阻的第二采样电流，通过阻容分压器分别采样阻尼电阻高电位端对地的电压和低电位端对地电压，然后通过第二采样时刻的第二电压和第二采样电流计算阻尼电阻第二测量阻值。
阻尼电阻测量电路的具体实施方案如图5所示，为了得到每个阻尼电阻上的电流IR，在每个阻尼电阻与晶闸管触发检测装置之间串入一个第二采样电阻Rs1和Rs2，电阻Rs1和Rs2的阻值非常小，对阻尼电阻上流过的电流影响可以忽略不计，
为了得到阻尼电阻低电位端电压，在每个阻尼电阻和第二采样电阻之间接入一个阻容分压器，也即得到了电压Us1和Us2，为了得到阻尼电阻高电位端的对地电压，在阻尼电容和阻尼电阻连接点接入一个阻容分压器，与直流均压电阻的测量电路一样，阻容分压器是由一系列的电阻电容串并联而成，Ra、Rb、Ca和Cb的关系同样满足：
其中，K即为阻容分压器的分压比。
其中阻容分压器可以通过电压Uk与分压比的乘积得到阻尼电阻高电位端对地电压，由原理图可得阻尼电阻上的第二电压和阻尼第二测量电阻值为：
将第二测量阻值与阻尼电阻已知阻值对比，得到阻尼电阻的第二运行状态
3.阻尼电容阻抗的状态即第三运行状态的诊断：
常用的电容直接测量方法只能在离线的情况下测量电容容值，如交流电桥。为了满足特高压直流输电换流阀在线监测的需要，本发明依据电容带电的情况下可通过电容放电的瞬间过程间接测量电容容值的方法设计了电容监测的实现电路，此电路图跟阻尼电阻的测量电路图一样，见图5。
当晶闸管导通时，阻尼电容通过晶闸管向阻尼电阻放电，只要知道阻尼电容的放电电流以及电压变化率，即可计算得到阻尼电容容值，
图5的电路设计不仅可以直接测到阻尼电容放电的第三采样电流，还可以直接得到阻尼电容的第三采样电压。阻尼电容的放电第三电流Ic即为两个阻尼支路的电流之和；晶闸管导通后两端压降为零，阻尼电容上的第三电压Uc即为阻容分压器的反电压，通过四次采样得到四个电压、电流和时间值，可计算出三个电压、电流和时间的变化量，根据公式(12)计算出三个阻尼电容容值，再求平均值即得到阻尼电容阻抗的测量结果。
Ic＝IRx+IRd (10)
Uc＝-K·Uk (11)
将阻尼电容的阻抗值与阻尼电容的已知阻抗值对比，得到阻尼电容的第三运行状态。
4.阻尼回路状态即第四运行状态诊断：
阻容整体监测不单独测量阻尼回路每个元器件的实际值，而是将阻尼电阻和阻尼电容当作一个整体来测量计算。当晶闸管导通时，阻尼电容通过晶闸管向阻尼电阻放电，此时可将电路等效为一阶RC电路的零输入响应，根据一阶RC电路零输入响应的通式可知，阻尼回路元器件参数正常时，放电时间应该固定不变，当阻尼电阻阻值或阻尼电容容值发生变化时，放电时间才会改变。如图6所示，阻尼电容放电电流从峰值下降到峰值的50％所用时间为t，当t小于tmax大于tmin时，认为阻尼回路正常，否则认为阻尼回路异常。阻容整体监测的方法就是通过阻尼电阻支路的电流在晶闸管开通瞬间从峰值下降到峰值的一半所需要的时间是否改变来作出判断。
阻容整体监测原理如图7所示，在阻尼电阻Rx支路串联一个小电阻Rs，采用阻容分压器测量电阻Rs的电压，即可获得阻尼电阻Rx支路的电流。
根据公式(13)
阻尼电容放电电路电流从峰值下降到峰值的一半所需要的时间为t＝-τ·ln0.5，即
阻尼电容放电电流下降时间检测原理如图8所示，电路的输入信号为图7中所示电阻Rs的电压信号Us，输出为电阻Rs下降到峰值一半的边沿信号。由于Us为负值，无法对电容C充电，所以需要一级反向放大器。放大器输出电压上升的过程中，通过二极管D向电容C充电，当输入电压达到峰值后，电容C上的电压即为输入电压的峰值，经两个阻值相同的电阻R分压后，得到一半的峰值电压，送至比较器。当输入电压开始下降时，由于二极管D的存在，电容只能向电阻R放电，电阻R阻值较大放电时间较长，短时间内可认为分压后的电压保持不变。当输入电压下降至小于峰值一半后，比较器输出电平发生跳变，这个边沿信号即为阻尼电容放电电流下降到峰值一半的时刻。
晶闸管导通瞬间阻尼电容充电的时间非常短，可以忽略不计，所以以晶闸管触发信号作为开始计时的信号，图8中比较器输出的边沿信号为停止计时的信号，时间间隔即为阻尼电容放电电流从峰值下降到峰值一半所花费的时间，再与式(14)的时间相比较即可得出整个阻尼回路的第四运行状态，当监测值超过上下限阈值后，发出报警，提示整个阻尼回路存在故障隐患。
本发明实施例还提供了一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断***，包括：电流采样电路、电压采样电路、时间检测电路、存储器和处理器，电流采样电路、电压采样电路、时间检测电路、存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行权利要求1-4或5-7的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法。其中，电流采样电路可以为阻值较小的电阻，用于串联在各个回路中，以采集各个回路中的电流。电压采样电路可以包括阻容分压器，可以采集任意位置的电压。时间检测电路可以检测阻抗回路电容从开始放电到放电至峰值的一半所需的时长。具体的可以参见图8所示的电路。其中，处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的故障检测方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的故障检测方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器中，当被处理器执行时，执行如图2或3所示实施例中的故障检测方法。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，其特征在于，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，其特征在于，所述阻尼回路包括阻尼电阻和阻尼电容；
根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态，第一采样时刻为在晶闸管两端电压正向过零点和导通时刻之间的任意时刻；
根据所述阻尼电阻的第二采样电流和第二采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到所述阻尼电阻的第二运行状态，第二采样时刻为晶闸管触发导通之后的暂态过程的任意时刻；
根据所述阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到所述阻尼电容的第三运行状态，第三采样时刻为晶闸管导通时刻；
基于所述第一运行状态、所述第二运行状态和所述第三运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
2.根据权利要求1所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，其特征在于，所述均压回路包括直流均压电阻，所述第一采样电流通过第一采样电阻进行采样得到，所述第一采样电阻串联在所述直流均压电阻低电位端与晶闸管触发监测装置之间；
所述根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态包括：
获取所述第一采样时刻的直流均压电阻低电位端对地电压；
根据所述直流均压电阻低电位端对地电压和所述第一采样电阻得到所述第一采样电流；
根据所述晶闸管两端的电压峰值和所述第一采样时刻得到所述第一采样时刻的直流均压电阻高电位端的电压；
根据所述第一采样电流、所述直流均压电阻高电位端对地电压以及所述直流均压电阻低电位端对地电压得到所述直流均压电阻的第一测量阻值；
将所述第一测量阻值与第一预设电阻值对比，得到所述第一运行状态。
3.根据权利要求1所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述阻尼电阻的第二采样电流和采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到所述阻尼电阻的第二运行状态包括：
分别获取所述第二采样时刻的阻尼电阻低电位端对地电压和高电位端对地电压；
根据所述阻尼电阻低电位端对地电压和第二采样电阻得到所述第二采样电流，所述第二采样电阻串联在所述阻尼电阻和所述晶闸管触发监测装置之间；
根据所述第二采样电流、所述阻尼电阻高电位端对地电压以及所述阻尼电阻低电位端对地电压得到所述阻尼电阻的第二测量阻值；
将所述第二测量阻值与第二预设电阻值对比，得到所述第二运行状态。
4.根据权利要求1所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到所述阻尼电容的第三运行状态包括：
分别获取所述第三采样时刻的阻尼电阻低电位端对地电压和高电位端对地电压；
根据所述阻尼电阻低电位端对地电压和第三采样电阻得到所述第三采样电流，所述第三采样电阻串联在所述阻尼电阻和所述晶闸管触发监测装置之间；
根据所述第三采样电流和所述阻尼电阻高电位端对地电压得到所述阻尼电容的阻抗值；
将所述阻尼电容的阻抗值与预设阻抗值对比，得到所述第三运行状态。
5.一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，其特征在于，包括：
根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态，第一采样时刻为在晶闸管两端电压正向过零点和导通时刻之间的任意时刻；
根据所述晶闸管开通状态时所述阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到所述阻尼回路的第四运行状态；
基于所述第一运行状态和所述第四运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态；
所述阻尼回路连接有时间检测电路，所述时间检测电路用于在所述阻尼回路的放电电流下降至峰值的一半时输出电平发生跳变，所述时间检测电路由一级反向放大器、二极管、电容和两个分压电阻构成。
6.根据权利要求5所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，其特征在于，所述均压回路包括直流均压电阻，所述第一采样电流通过第一采样电阻进行采样得到，所述第一采样电阻串联在所述直流均压电阻低电位端与晶闸管触发监测装置之间；
所述根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态包括：
获取所述第一采样时刻的直流均压电阻低电位端对地电压；
根据所述直流均压电阻低电位端对地电压和所述第一采样电阻得到所述第一采样电流；
根据所述晶闸管两端的电压峰值和所述第一采样时刻得到所述第一采样时刻的直流均压电阻高电位端的电压；
根据所述第一采样电流、所述直流均压电阻高电位端对地电压以及所述直流均压电阻低电位端对地电压得到所述直流均压电阻的第一测量阻值；
将所述第一测量阻值与第一预设电阻值对比，得到所述第一运行状态。
7.根据权利要求5所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法，其特征在于，所述放电电流是通过第四采样电阻得到的，所述第四采样电阻串联在阻尼电阻和所述晶闸管触发监测装置之间；
所述根据所述晶闸管开通状态时所述阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到阻尼回路的第四运行状态包括：
记录从所述晶闸管开通至所述时间检测电路的输出电平发生跳变的时间间隔，所述时间间隔为所述放电时长；
将所述放电时长值与预设时长对比，得到所述第四运行状态。
8.一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断装置，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，其特征在于，包括：
第一状态检测模块，用于根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态，第一采样时刻为在晶闸管两端电压正向过零点和导通时刻之间的任意时刻；
第二状态检测模块，用于根据阻尼电阻的第二采样电流和第二采样时刻的阻尼电阻两端的第二电压得到所述阻尼电阻的第二运行状态，第二采样时刻为晶闸管触发导通之后的暂态过程的任意时刻；
第三状态检测模块，用于根据所述阻尼电容放电的第三采样电流和至少两个第三采样时刻的阻尼电容两端的第三电压得到所述阻尼电容的第三运行状态，第三采样时刻为晶闸管导通时刻；
第一诊断模块，用于基于所述第一运行状态、所述第二运行状态和所述第三运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态。
9.一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断装置，所述晶闸管级回路包括晶闸管、晶闸管触发监测装置、均压回路、阻尼回路，其特征在于，包括：
第一状态检测模块，用于根据所述晶闸管关断状态时的所述均压回路的第一采样电流和第一采样时刻均压回路两端的第一电压得到所述均压回路的第一运行状态，第一采样时刻为在晶闸管两端电压正向过零点和导通时刻之间的任意时刻；
第四状态检测模块，用于根据所述晶闸管开通状态时所述阻尼回路中的放电电流从峰值下降到峰值的一半所需要的放电时长得到阻尼回路的第四运行状态；
第二诊断模块，用于基于所述第一运行状态和所述第四运行状态确定所述直流输电换流阀晶闸管级回路的运行状态；
所述阻尼回路连接有时间检测电路，所述时间检测电路用于在所述阻尼回路的放电电流下降至峰值的一半时输出电平发生跳变，时间检测电路由一级反向放大器、二极管、电容和两个分压电阻构成。
10.一种直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断***，用于对所述直流输电换流阀晶闸管级回路的故障进行诊断，其特征在于包括：
电流采样电路、电压采样电路、时间检测电路、存储器和处理器，所述电流采样电路、所述电压采样电路、所述时间检测电路、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-4或5-7任一项所述的直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法。
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