一種電力電子設備故障自愈方法

2023-07-26 20:38:46 3

一種電力電子設備故障自愈方法
【專利摘要】本發明公開了一種電力電子設備故障自愈方法，它包括功率器件串聯電路故障自愈和功率器件並聯電路故障自愈：所述功率器件串聯電路故障自愈是通過導通旁路導電通道，對故障功率器件實行隔離，所述功率器件並聯電路故障自愈：是當功率器件並聯電路上的功率器件發生故障時，將所有並聯的斷路開關全部斷開，對故障相隔離停止運行，由此避免次生故障的連鎖發生，保證電力電子設備的安全運行，同時將不可預知的突然事故轉化為可以預知的計劃檢修工作。
【專利說明】一種電力電子設備故障自愈方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力設備安全保護【技術領域】，涉及一種用於防止電力電子設備次生故障，保證其可靠運行的電力電子設備故障自愈方法。
【背景技術】
[0002]電力電子設備是以電力電子器件為主要功能元件的設備，包括換流閥，電子開關和電子交流電力控制器，是電網運行不可缺少的重要設備，而且每一項設備都是一個龐大的系統，在電力電子設備中功率器件數量極其龐大。例如換流閥，它是直流輸電工程的核心設備，其通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現對功率的控制，其價值往往佔換流站成套設備總價的22?25%。換流閥是由數量巨大的功率器件採用多級串聯和並聯組成，在運行過程中，強大的電壓要靠眾多的功率器件共同承擔，方能保證系統的正常運行，一旦出現非均壓狀況，則很可能釀成整個環流系統的癱瘓。目前，電力系統在建站過程中雖然採用了冗餘設計，並進行了均壓處理，但是，一個功率器件串通常由數十個功率器件相互串聯構成，運行中一個功率器件出現故障，就會使整個功率器件串停止工作，系統電壓即由其它功率器件負擔，而設計冗餘量往往僅有2-3%，在這種情況下，必然導致功率器件的大面積過載，故而單一元件損壞後就會導致整套設備不能工作，甚至導致多個器件同時損壞，不僅帶來極大的維修工作量和長時間的停電，電力企業的經濟損失也是難於估量的。迄今為止，這一問題尚未得到較好的解決。

【發明內容】

[0003]為克服已有技術的不足，本發明的目的在於提供一種電力電子設備故障自愈方法，該方法能夠在功率器件故障狀態下啟動自愈機制，保證電力電子設備的安全運行，預防次生事故的發生，同時能夠將不可預知的突然事故轉化為可以預知的計劃檢修工作。
[0004]為實現上述目的，本發明採取的技術方案是:一種電力電子設備故障自愈方法，包括功率器件串聯電路故障自愈和功率器件並聯電路故障自愈:
A.功率器件串聯電路故障自愈:與功率器件並聯設置旁路導電通道和監測控制機構，當功率器件串聯電路上的功率器件發生故障時，由所述監測控制機構控制導通旁路導電通道，對故障功率器件實行隔離，電力電子設備繼續運行，並將信號傳送至監控中心予以報警，對故障功率器件進行維修；
B.功率器件並聯電路故障自愈:與功率器件串聯設置多組相互並聯的斷路開關和監測控制機構，當功率器件並聯電路上的功率器件發生故障時，由所述監測控制機構控制所有並聯的斷路開關全部斷開，對故障相隔離停止運行，並將信號傳送至監控中心予以報警，對故障功率器件及時維修。
[0005]本發明的電力電子設備故障自愈裝置，能夠下啟動自愈機制，避免次生故障的連鎖發生，並保證電力電子設備的安全運行，同時能夠將不可預知的突然事故轉化為可以預知的計劃檢修工作。【具體實施方式】
[0006]根據發明人研究，換流閥，電子開關和電子交流電力控制器等電力電子設備，其主要部分是由數量巨大的功率器件先分別通過並聯構成功率器件串，然後再分別由多個功率器件串通過相互並聯構成三相電流轉換控制系統。在這些設備運行過程中，其通過各相電流轉換控制單元的電流由各個功率器件平均負擔，一旦出現較為嚴重的非均壓狀況，則會導致大面積功率器件的過載，造成功率器件的大量毀損和整個設備的癱瘓，不僅維修工作量巨大，導致大面積較長時間的停電，也給電力企業帶來嚴重的經濟損失。因此，在進行電力電子設備設計時，一般都要多方面採取均壓措施，進行冗餘設計。但是，處於經濟性考慮，其冗餘量通常在2%-3%，而在實際運行中，一個功率器件的損壞，往往會造成一個或多個功率器件串的癱瘓，上述冗餘量是遠遠不能補償的，強大的電流即由剩餘的功率器件來負擔，則這些功率器件將嚴重超載而出現連鎖性的毀損。本發明則是根據這類故障發生的連鎖性，通過本電力電子設備故障自愈裝置對故障功率器件實施單個隔離或單相隔離，由此避免次生故障的連鎖發生，利用設備的設計冗餘，保證設備的可靠運行，同時將不可預知的突然事故轉化為可以預知的計劃檢修工作。
[0007]本發明的電力電子設備故障自愈方法，包括功率器件串聯電路故障自愈和功率器件並聯電路故障自愈:
A.功率器件串聯電路故障自愈:與功率器件並聯設置旁路導電通道和監測控制機構，當功率器件串聯電路上的功率器件發生故障時，由所述監測控制機構控制導通旁路導電通道，對故障功率器件實行隔離，電力電子設備繼續運行，並將信號傳送至監控中心予以報警，對故障功率器件進行維修；
B.功率器件並聯電路故障自愈:與功率器件串聯設置多組相互並聯的斷路開關和監測控制機構，當功率器件並聯電路上的功率器件發生故障時，由所述監測控制機構控制所有並聯的斷路開關全部斷開，對故障相隔離停止運行，並將信號傳送至監控中心予以報警，對故障功率器件及時維修。
[0008]本發明的實施可採用 申請人:另案申請的「電力電子設備故障自愈裝置」，該裝置包括功率器件分別組成的串聯電路和並聯電路，所述串聯電路和並聯電路分別設置串聯電路故障自愈單元和並聯電路故障自愈單元，所述串聯電路故障自愈單元包括旁路開關和串聯電路監測控制機構，所述旁路開關與所述串聯電路上的功能器件並聯，所述串聯電路監測控制機構與所述旁路開關連接；所述串聯電路監測控制機構包括光電隔離開關與之連接的比較器I，所述比較器I連接有同步觸發脈衝器，所述旁路開關通過信號線與所述比較器
I連接。所述並聯電路故障自愈單元包括多組斷路開關和並聯電路監測控制機構，所述斷路開關與所述並聯電路串聯，所述並聯電路監測控制機構與所述斷路開關連接。所述並聯電路監測控制機構包括多組光電隔離開關與之連接的比較器II，所述比較器II與同步觸發脈衝器連接，所述多組斷路開關和比較器II相互並聯。所述比較器1、II通過數據總線連接有顯示控制器。
[0009]該裝置在使用過程中，並聯於晶閘管的光電隔離開關輸出的信號同步於晶閘管的開斷工作狀態，這一信號與同步觸發脈衝器器的輸出信號比較，這兩個信號如果同步則比較器不輸出，如不同步則輸出控制命令，令並聯於該晶閘管的旁路開關閉合，自動短路掉故障的晶閘管，同時通過總線向顯示控制器發出顯示該顯示控制故障的指示信息。並聯於晶閘管勻流電阻兩端的光電隔離開關的輸出信號同步於晶閘管的開斷工作狀態，這個信號與同步觸發脈衝器的輸出信號比較，這兩個信號如同步則比較器不輸出，如不同步則輸出控制命令，令串聯於該晶閘管的斷路開關斷開，自動斷開故障的晶閘管串，同時通過總線向顯示控制器發出顯示該功率器件故障的指示信息。由此實現對故障功率器件或故障相的隔離，避免次生故障的連鎖發生，保證電力電子設備的安全運行，並將不可預知的突然事故轉化為可以預知的計劃檢修工作。
【權利要求】
1.一種電力電子設備故障自愈方法，其特徵在於:它包括功率器件串聯電路故障自愈和功率器件並聯電路故障自愈:A.功率器件串聯電路故障自愈:與功率器件並聯設置旁路導電通道和監測控制機構，當功率器件串聯電路上的功率器件發生故障時，由所述監測控制機構控制導通旁路導電通道，對故障功率器件實行隔離，電力電子設備繼續運行，並將信號傳送至監控中心予以報警，對故障功率器件進行維修；B.功率器件並聯電路故障自愈:與功率器件串聯設置多組相互並聯的斷路開關和監測控制機構，當功率器件並聯電路上的功率器件發生故障時，由所述監測控制機構控制所有並聯的斷路開關全部斷開，對故障相隔離停止運行，並將信號傳送至監控中心予以報警，對故障功率器件及時維修。
【文檔編號】H02J13/00GK103683492SQ201310566738
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】羅道軍, 羅翔升, 張朋飛, 鄭衛東, 張治國, 孟麗英 申請人:國網河南省電力公司南陽供電公司