一种冗余设计的直流输电用阀基电子设备

阀基电子设备是实现晶闸管阀触发与监测的重要设备,对换流阀的安全运行起着重要的作用。设计了一种应用于高压直流输电系统中的阀基电子设备,该设备基于"五脉冲"原理,并且具有"二选一"的冗余功能,对设计的结构和硬件原理进行了深入的分析,通过实验证明设计具有合理性和实用性,有效地确保了换流阀的稳定性。

高压直流输电换流阀阀基电子设备电磁兼容试验

通过分析换流站的电磁环境,得出阀基电子设备进行电磁兼容试验的必要性,结合实际工程项目,对VBE提出电磁兼容试验要求,通过试验回路的搭建,完成电磁兼容试验内容,针对试验过程中存在的静电放电问题,提出一种整改方法:采用磁珠、瞬态电压抑制器等手段改进发光驱动回路,对干扰信号进行抑制;进而再通过优化PCB布局、布线、加强接地措施、增加局部屏蔽。试验结果证明,该方法能有效地提高换流阀阀控保护单元VCM机箱的静电放电防护能力。

一种基于FPGA的阀基电子设备的研制

阀基电子设备是换流阀系统中的重要设备,主要承担对换流阀中各门级驱动单元触发和监测的工作,是连接控制保护系统和换流阀的执行设备,其稳定可靠性对换流阀的安全运行起着至关重要的作用。设计了一种应用于高压直流输电系统中的阀基电子设备,该设备以FPGA为核心控制,双电源冗余设计,对外通信接口均为光纤,并采用频移键控方式对触发命令进行编码。实验证明了该设备具有实用性、可靠性和可扩展性,输出的各路脉冲宽度调制波形具有高精度的同步一致性,有效地保证了换流阀的稳定运行。

特高压直流输电阀基电子设备光通道的可靠性设计和应用研究

阀基电子设备是换流阀运行状态的监控设备,通过触发与监测板的光通道实时监控换流阀的每一个晶闸管级,实现换流阀的控制保护策略。光通道的可靠性直接影响换流阀乃至整个直流输电工程的安全稳定运行。首先介绍了触发与监测板的光通道以及现有光通道的设计,提出现有光通道设计的不足。然后对光通道进行硬件优化设计,说明光通道功率监测的工作原理及接收通道的功率监视。最后结合工程应用,给出了发射通道光功率检测的实施方案。通过光通道的监测以及检测数据的采集和分析,可以排查故障光通道,提高触发与监测板光通道的可靠性,提升阀基电子设备的运行能力。

国产可控硅监视(TM)及阀基电子设备(VBE)的应用

VBE(阀基电子设备)是连接控制保护系统到换流阀的执行设备,其稳定可靠的工作对换流站的正常运行起着重要的作用。葛南直流综合改造中采用了许继柔性直流公司研制的可控硅监视(TM)及阀基电子设备(VBE),这是国内直流换流站首次用上国产VBE系统,是直流工程国产化的又一重要进程。本文对该设备的运行情况进行详细的介绍。

±660 kV直流输电工程控制保护系统与换流阀阀基电子设备闭环试验

阀基电子设备是连接换流阀与直流控制保护设备的接口设备,它是实现对换流阀进行控制和保护的重要环节。宁东—山东±660 kV 直流输电工程的直流控制保护系统和换流阀由不同设备厂家供货。为了对直流控制保护系统和换流阀接口的功能及性能进行检验,专门开展了闭环实时仿真试验工作。对试验的整体情况进行了介绍,并对试验中的关键技术问题进行了阐述,提出了解决办法及验证结果。直流控制保护系统和换流阀阀基电子设备闭环试验对保证工程现场系统试验的顺利进行以及按期投运起到了重要作用。

基于改进SqueezeNet算法的VBE设备电路板元件失效识别研究

在直流输电系统中,换流阀阀基电子VBE(valve base electronics)设备的稳定运作对维护直流系统安全至关重要。传统的阀基电子设备电路板(VBE板)元件失效检测方法依赖于耗时的人工检查或基于规则的自动化系统,这些方法通常检测效率低下且准确性有限。针对该问题,提出一种基于改进的SqueezeNet深度学习模型的VBE板元件失效区域识别方法。通过引入深度可分离卷积和残差连接,所提改进SqueezeNet模型旨在提高元件失效检测的准确性,同时降低计算资源的需求。在VBE板元件失效数据集上的实验结果表明,所提方法在元件失效检测准确率和运算效率方面均优于传统方法和标准SqueezeNet模型,准确率达到了95.27%,比原模型高出4.45%。不仅提升了VBE板元件失效检测的效率和准确性,而且为电力系统中类似设备的元件失效诊断提供了新的技术参考。

基于点模式匹配的直流输电VBE设备电路板缺陷检测方法

随着特高压直流输电技术飞速发展,换流阀阀基电子VBE(valve base electronics)设备的稳定性对于保障直流输电的可靠性和效率至关重要。VBE设备电路板缺陷,如短路和失效元件,直接影响直流系统稳定性,而现有的检测方法,包括人工显微镜检查和自动检测算法,常受限于效率低和准确性不足。针对该问题,提出一种基于点模式匹配的自动视觉检测方法,通过生成代表关键区域的点模式并进行匹配来提高检测的效率和准确率。通过实验验证,所提方法在检测速度和准确性方面相较于传统方法有显著提升,适合于生产线上的快速质量控制,为提高直流输电设备的质量提供了有效的技术方案。

基于微服务架构的直流输电换流阀监测系统设计

当前基于服务器/客户机架构的高压直流输电换流阀监测系统的信息传递速度较慢,在任务处理量较大时不利于数据管理,很难实现信息的即时查询和贡献等。为了提高阀监测系统的先进性,解决信息孤岛问题,提出采用微服务思想的浏览器/服务器架构设计换流阀监测系统。对阀监测系统软件功能进行了分析,把功能流程迁移到微服务架构上,给出了系统架构设计方案,实现了阀监测系统对数据的实时监测和分析等功能。

大型电力电子设备低压试验技术研究

电力系统常见的大型电力电子设备包括静止无功补偿装置、固定融冰装置、可控串补装置、可控高抗装置等,其日常停电检修、设备投运试验是保证设备和系统安全的重要方面。通常检测方法无法满足重新投入使用前试验的需要。本文针对大型电力电子设备的关键部件阀基电子设备、晶闸管电子板及阀的低压试验方法进行了深入探讨,提出了阀基电子设备控制信号发生器的实现思路。阀基电子设备控制信号发生器具备阀基电子设备的功能和部分调节控制器的功能。本文具体论述了阀基电子设备控制信号发生器的调节控制系统模拟功能和阀基电子设备模拟功能的实现方法,提出了使用阀基电子设备控制信号发生器,通过单独模式和复合模式两种低压试验方法,实现阀基电子设备、晶闸管电子板及阀的低压试验。

±800kV特高压直流工程换流阀故障分析与优化设计方法

某国外技术路线换流阀在±800 k V特高压直流输电工程运行中暴露了一些技术缺陷,如逆变侧换流阀会出现换相失败、直流均压电阻运行温度(90~100℃)过高和阀基电子设备(VBE)冗余设计缺陷等。为了消除这些技术缺陷,根据理论分析和工程现场故障录波得到各技术缺陷机理,分别提出了对应的优化设计方案。提出了基于晶闸管电压幅值和电压变化率双重判据的反向恢复期保护电路,避免保护误动引起换相失败;提出了将直流均压电阻通过散热器转接板固定在原晶闸管散热器的设计方法,降低了直流均压电阻运行温度,换流阀运行试验表明各种运行工况下,直流均压电阻温度均<63℃;提出了双系统运行进程实时跟随技术的VBE设计方法,有效避免单系统误判换流阀故障导致跳闸,确保VBE在运行中可无缝切换。优化设计后的换流阀在哈密-郑州±800 k V特高压直流输电工程试点应用,通过了现场系统调试和试运行。结果表明原有问题都已经解决,已经正式投入运行超过18个月,运行情况良好,进一步提高了该工程的可靠性。该优化设计方案可以进一步推广应用到其他工程。

高压直流VBE系统光发射板故障研究

针对阀基电子设备(VBE)系统光发射板频繁故障问题,通过破解光发射板的电路,分别对光耦输入电路、逻辑控制电路、发光二极管一级与二级驱动电路进行逐一分析及测试,定位出导致光发射板故障的易损元件;通过建立热流等效电路仿真模型研究环境温度对故障元件的影响,进而明确导致元件故障的原因。对VBE屏柜以及易损元件发光二极管和场效应管提出改进措施,以避免元件长期在高温环境下运行导致老化加速甚至故障。

静止无功补偿器光电触发与监测系统设计与仿真

电网互联的发展和负荷密度的增加,都迫切要求提高电力系统运行的稳定性和供电的电能质量。随着电力电子技术的日益发展,静止无功补偿器(SVC)在该领域发挥了巨大的作用。文中对TCR+FC型SVC样机的中的光电触发与监测系统进行了详细的介绍,阐述了晶闸管阀光电触发与监测系统基本要求,重点介绍了晶闸管电子板(TE)和阀基电子设备(VBE)的工作原理和具体实现。通过对它们的核心技术———取能回路与脉冲编码生成电路的说明,讨论了影响RC取能回路正常工作的各种因素,分析了电路的工作时序。在此基础上,分别对晶闸管电子板和阀基电子设备进行仿真研究,设计出一套符合静止无功补偿器(SVC)运行要求的触发与监测系统,运行试验的结果表明,样机设计效果良好。

贵广Ⅰ回直流输电系统VBE故障分析

为解决贵广Ⅰ回直流输电系统因阀基电子设备(VBE)故障在线处理时导致直流故障重启的问题,进行了相关的实验验证。结果显示:贵广Ⅰ回直流系统的VBE系统在线断开单组光发射模块电源开关引起换流失败是由于VBE设计上的缺陷引起,并非如生产厂家所说的"一种偶然现象"。基于研究结果,对改进VBE设计及其检修提出了建议。

特高压直流输电VBE装置故障闭锁分析及时序优化

特高压直流工程通常通过RTDS实时仿真技术对控制保护系统、换流阀阀基电子设备VBE装置的功能进行设计和验证。在某特高压直流工程RTDS试验系统对VBE装置断电试验过程中,出现了阀过流保护动作。为此结合故障时的闭锁时序,推导出换流阀触发异常,交流电源经由换流阀、旁通开关形成了两相短接导致阀过流保护动作的结论。最后,结合此类故障的特点,对闭锁时序进行了优化,并通过试验验证了优化后闭锁时序的有效性。

一种VBE综合测试平台设计

阀基电子设备(VBE)是高压直流输电工程中专用于换流阀的驱动控制与保护的重要设备,用于实现换流阀中可控硅阀片的开关控制与运行监视,对换流阀的安全运行起到至关重要的作用。由于国外设备生产厂家对VBE技术的封锁,国内运维部门无法充分了解和掌握VBE的故障机理,VBE的故障诊断与维修方案依然依赖于国外设备供应商。笔者在分析VBE系统的硬件组成的基础上,给出了VBE系统的关键信号与数据流,设计与研制了一套VBE综合测试平台,包括模拟实际换流阀的换流阀仿真平台、控制与监视换流阀仿真平台的最小VBE系统和基于Labview语言编写的监控平台,该平台能够模拟正常与故障工况下VBE工作状态,复现故障情况下VBE系统的关键信号,便于捕捉和分析故障信号特征,为实际工程维修提供了有重要价值的参考。

晶闸管结温过高跳闸分析

西北-华中联网灵宝背靠背扩建工程的额定直流电流等级是目前世界上最高的。该工程系统调试时多次出现AREVA阀基电子设备VBE"结温过高跳闸"事件。笔者分析了该事件的原因,得出该工程VBE"结温过高跳闸"事件不是换流阀冷却系统问题,而是AREVA阀基电子设备结温保护判据部分设计不合理。建议取消VBE这部分重复功能,或者调整保护定值,并对它的申请只做后台记录,而不去执行操作,作为备用。

换流器控制系统快速切换功能的设计及应用

超/特高压直流输电工程中换流器控制是整个二次控制保护系统的核心,为避免由于控制保护设备的系统切换时间超出阀基电子设备的技术要求,从而可能引起丢脉冲、换相失败等影响系统稳定运行的情况发生。通过对控制保护设备和阀基电子设备之间接口信号的各种技术指标要求进行研究,并对控制保护设备的结构和判断逻辑进行合理设计,提出一种实现控制保护设备快速系统切换的解决方案,可以将系统切换时间控制在合理范围内。该方案目前已成功应用于多个直流输电工程,并取得了良好的效果。

一起高压直流输电工程VBE系统故障跳闸事件分析

针对一起高压直流输电工程VBE系统故障跳闸的事故,介绍了事故概况,经事故分析与现场检查,发现该跳闸事故的原因是直流控制保护系统低电压判据与VBE系统配合存在问题,给出了优化置位"低交流电压"信号逻辑的整改措施,并结合EOC信号电气参数特性完成了逻辑调试,确保了阀控系统的可靠性及冗余性。

故障电流限制器频繁永久闭锁合闸的原因分析及改进

介绍了华东500 kV瓶窑变电所故障电流限制器在线路负荷电流正常增加过程中,频繁出现的光通道阀损坏、主动旁路保护动作及永久闭锁合闸情况,分析了导致故障电流限制器频繁永久闭锁合闸的根本原因,提出了修改阀控与监测系统程序,增大阀高电位控制单元检测时间,以及增加监控后台远方复归功能的改进方法,为变电站无人值班提供了技术支撑。