换流阀器件参数劣化对晶闸管级控制单元监测信号时序特征的影响研究

晶闸管级控制单元(TCU)是电控型换流阀控制与保护系统的核心部件,深入挖掘TCU单元监测信号规律对于换流阀运行状态实时监测与评估具有重要意义。本文在分析换流阀晶闸管级TCU工作原理以及监测回报信号时序特征基础上,结合实际工程中换流阀晶闸管运行老化后的实测I-V曲线特征,采用Matlab/Simulink建立了考虑多级晶闸管级串联的六脉动换流阀仿真模型,针对串联器件劣化的典型统计分布情况,研究了换流阀晶闸管级阻尼电容、晶闸管等效绝缘电阻等参数劣化对各晶闸管级电压波形、TCU单元监测信号时序分布特性的影响,并搭建了模拟试验验证平台。结果表明:晶闸管级的电路参数劣化时,其回报信号将超前于健康晶闸管出现,随着劣化程度加深,该时序差增大,且相较于阻尼电容参数劣化,回报信号时序对晶闸管绝缘劣化更为敏感;晶闸管绝缘劣化时,其余健康晶闸管相较于劣化晶闸管将承担更高的电压,而阻尼电容劣化的晶闸管级其承担的电压反而升高;最后通过实验对仿真所得的相关结论进行了验证。研究可为进一步基于TCU单元监测信号进行换流阀关键器件健康状态实时在线评估提供支撑。