СИСТЕМА ТЕСТИРОВАНИЯ ТИРИСТОРНОГО ВЕНТИЛЯ НА ОСНОВЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G01R31/26 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к системе тестирования и соответствующему способу тестирования для функционального тестирования тиристорного вентиля на месте проведения инженерно-технических работ и относится к области силовой электроники.

Предпосылки изобретения

[0002] Пусковая система передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения обычно содержит защитную систему управления (PCP), электронное устройство на основе вентилей (VBE) и блок управления тиристором (TCU), при этом защитная система управления отвечает за генерирование управляющего импульса (CP) для отправки на VBE, а VBE представляет собой мост между PCP и TCU, отвечающий за преобразование CP во включающий импульс (FP) при определенных условиях и отправку FP на TCU. TCU представляет собой устройство мониторинга, управления, и защиты в башне конвертерного вентиля. Функция мониторинга TCU главным образом включает: когда напряжение тиристора выше определенного порогового значения, отправку TCU импульса индикации (IP) с шириной 1 импульса на VBE; когда тиристорная ступень имеет защитное включение, отправку TCU IP с шириной 2 импульса на VBE. Функция управления главным образом означает, что когда TCU получает FP, оно отправляет включающий сигнал на управляющий электрод тиристора для включения тиристора. Функция защиты главным образом включает: когда тиристорная ступень находится в периоде обратного восстановления и при внезапной подаче на нее прямого напряжения амплитудой 1, отправку TCU включающего сигнала на управляющий электрод тиристора с включением тиристора; каждый раз при подаче на тиристорную ступень напряжения амплитудой 2, отправку TCU сигнала запуска на ступень управляющего электрода тиристора с включением тиристора.

[0003] Эти функции мониторинга, управления и защиты на основе TCU оказывают значительное влияние на работу конвертерного вентиля. На месте проведения инженерно-технических работ, где используется тиристорный вентиль, необходимо проводить специальные функциональные тестирования тиристорного вентиля перед введением его в эксплуатацию после ежегодной проверки или обнаруженного несоответствия требованиям. Функции управления и защиты TCU могут быть проверены электрическими сигналами на тиристорной ступени. Функция мониторинга TCU требует проверки ответным оптическим сигналом. При тестировании на месте проведения инженерно-технических работ укладка волокна и все соединения между TCU и VBE уже выполнены. Таким образом, для тестирования в прошлом волокна, соединенные с TCU и VBE, обычно вытягивали, а затем TCU и тестирующее устройство соединяли с другим волокном, как показано на фиг. 1, таким образом, чтобы оптический сигнал мог непосредственно передаваться между TCU и тестирующим устройством для соответствия требованиям тестирования. Однако при таком подходе существует большой риск, состоящий в том, что при тестировании каждой тиристорной ступени требуется по меньшей мере два введения и удаления волокон на TCU. Если тестирование тиристорных ступеней не дает результат, оптическое волокно может быть многократно введено и удалено в процессе проверки, и каждое введение и удаление оптического волокна может вызывать загрязнение и износ оптического интерфейса оптического волокна и TCU, оказывая отрицательное влияние на передачу оптического сигнала. В прошлом на месте проведения инженерно-технических работ были случаи, когда после завершения функционального тестирования тиристорного вентиля тестирующим устройством и восстановления первоначального волокна, при последующих тестированиях была обнаружена неисправность оптического канала. Поскольку все оптические каналы тестируют равномерно после завершения укладки волокна на начальном этапе, это указывает на то, что неисправность оптического канала вызвана повторным введением и удалением в ходе тестирования тиристорного вентиля тестирующим устройством, и нагрузка тестирования оптического канала очень высока, и невозможно выполнить повторное тестирование, следовательно, поврежденный волоконный канал будет исключен из последующего процесса тестирования, оказывая на него влияние.

Сущность изобретения

[0004] Проблема, решить которую призвано настоящее изобретение, такова, что с учетом недостатков вышеуказанных системы тестирования и способа тестирования, настоящее изобретение предлагает решение, при котором без введения и удаления соединенных оптических волокон между VBE и TCU, все функции тестирования и требования тестирования тиристорного вентиля могут быть выполнены посредством двухстороннего взаимодействия между тестирующим устройством и VBE.

[0005] Изобретение предоставляет систему тестирования тиристорного вентиля, при этом система тестирования содержит: тестируемый тиристорный вентиль, тестирующее устройство и VBE.

[0006] При этом тестируемый тиристорный вентиль содержит по меньшей мере одну тиристорную ступень, при этом каждая тиристорная ступень содержит по меньшей мере тиристор, TCU и дополнительный контур при необходимости.

[0007] При этом VBE имеет специальный режим тестирования:

[0008] 1. отправка FP на TCU каждый раз, когда блок управления вентилем получает N последовательных IP1;

[0009] 2. после получения IP 2, блок управления вентилем не отправляет FP на TCU при получении следующих N последовательных IP1;

[0010] 3. если блок управления вентилем не получает никаких IP в течение определенного времени T, количество всех IP вычисляется от нуля.

[0011] При этом каждый элемент тестирования тестирующего устройства разделен на три этапа:

[0012] 1. подачу синусоидального напряжения, при этом тестирующее устройство определяет, включен ли тиристор на данном этапе, и определяет, нормально ли функционируют весь контур тиристорной ступени и оптические каналы;

[0013] 2. подачу синусоидального напряжения или толчка напряжения или комбинации синусоидального напряжения и толчка напряжения в соответствии с содержимым проекта тестирования, при этом тестирующее устройство обнаруживает тиристорное напряжение и ток на данном этапе, и определяет, отвечает ли требованиям к электропитанию тиристорный вентиль в проекте тестирования;

[0014] 3. подачу синусоидального напряжения, при которой тестирующее устройство определяет, включен ли тиристор на данном этапе, и определяет, корректен ли оптический сигнал, отправленный тиристорным вентилем на VBE на этапе 2.

[0015] При этом тестируемый тиристорный вентиль и VBE соединены волокнами, тестируемый тиристорный вентиль и тестирующее устройство соединены посредством кабелей, и нет соединения между VBE и тестирующим устройством.

[0016] По сравнению с существующими системами тестирования и способами тестирования, техническое решение, предлагаемое настоящим изобретением, не требует, чтобы кто-либо вводил или удалял каждое волокно при тестировании на месте эксплуатации, а требует лишь установки VBE в режим тестирования, и использует существующие волокна между VBE и TCU, и соединяет тестирующее устройство с тестируемым тиристорным вентилем поочередно. Во время тестирования каждый элемент разделен на 3 этапа, при этом может быть определен IP оптического канала, контура и TCU, и проведено тестирование без увеличения количества оборудования при тестировании на месте эксплуатации и трудоемкости тестирования, и в то же время тестирование может быть выполнено в полной мере и надежным способом. В особенности для проектов с большим количеством тиристоров это имеет большое практическое значение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0017] Фиг. 1 - принципиальная схема традиционной системы тестирования тиристорного вентиля.

[0018] Фиг. 2 - принципиальная схема системы тестирования тиристорного вентиля в соответствии с настоящим изобретением.

[0019] Фиг. 3 - пространственная схема системы тестирования тиристорного вентиля в соответствии с настоящим изобретением.

[0020] Фиг. 4 - логическая блок-схема режима тестирования VBE в соответствии с настоящим изобретением.

[0021] Фиг. 5 - поэтапная схема процедуры тестирования для тестирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0022] Настоящее изобретение будет дополнительно объяснено и описано ниже в соответствии с вариантом осуществления, но он не ограничивает объем защиты настоящего изобретения.

[0023] Система тестирования предоставлена в варианте осуществления, показанном на Фиг. 2, и содержит тестирующее устройство 4, тестируемый тиристорный вентиль 5 и VBE 3, при этом тестируемый тиристорный вентиль 5 и VBE 3 соединены друг с другом посредством только двух оптических волокон, используемых для передачи FP и IP (одно для приема и одно для передачи); при этом тестируемый тиристорный вентиль 5 и тестирующее устройство 4 соединены друг с другом посредством только двух кабелей, используемых для подачи тестового напряжения тестирующим устройством 4 на тестируемый тиристорный вентиль 5; при этом соединение между тестирующим устройством 4 и VBE 3 отсутствует.

[0024] Пространственная схема системы тестирования, предоставленная в варианте осуществления, показана на Фиг. 3. Тестируемый тиристорный вентиль 5 соединен с VBE 3, расположенным в пункте управления 6, посредством оптического волокна 1. Тестирующее устройство 4 расположено в вентильном отсеке 7, и вблизи тестируемого тиристорного вентиля 5. Тестирующее устройство 4 соединено с тестируемым тиристорным вентилем 5 посредством кабеля 2.

[0025] Посредством функционального логического взаимодействия VBE 3 и тестирующее устройство 4 в данном варианте осуществления могут достигать точности IP сигнала TCU без необходимости в волоконном соединении. В частности, способ описан следующим образом:

[0026] В дополнение к обычной функции включения VBE 3 имеет специальный режим тестирования. Тестировщик может переключить VBE 3 в режим тестирования путем установки команды или другим способом. В режиме тестирования функциональная логика VBE 3 показана на Фиг. 4.

[0027] Каждый раз, когда VBE 3 получает IP, имеющий ширину менее 15 мкс, обратный счетчик увеличивает счет на 1. Когда значение счетчика равно 10, если значение дополнительного счетчика равно 0, VBE 3 отправляет FP на тестируемый тиристорный вентиль 5 и обнуляет счетчик. Если значение дополнительного счетчика равно 1, VBE 3 не отправляет включающий FP, а непосредственно обнуляет все счетчики;

[0028] Когда VBE 3 получает IP, имеющий ширину более 15 мкс, дополнительный счетчик увеличивает счет на 1, а обратный счетчик обнуляется;

[0029] Когда VBE 3 не получает IP в течение 2 с, все счетчики обнуляются.

[0030] Тестирующее устройство 4 подает напряжение в каждом элементе тестирования, который может быть разделен на три этапа, как показано на Фиг. 5:

[0031] На первом этапе тестирующее устройство 4 подает синусоидальное напряжение из 15 циклов. На этом этапе VBE 3 отправляет включающий FP на тестируемый тиристорный вентиль 5. Если все контуры и оптические каналы в норме, тестируемый тиристорный вентиль 5 будет включен, тестирующее устройство 4 определяет тиристорный ток на данном этапе для определения того, нормально ли функционируют весь контур тиристорной ступени и оптические каналы.

[0032] На втором этапе тестирующее устройство 4 подает синусоидальное напряжение или толчок напряжения или комбинацию синусоидального напряжения и толчка напряжения в соответствии с содержимым проекта тестирования. Этот этап является основным этапом тестирования, на котором тестирующее устройство 4 обнаруживает тиристорное напряжение и ток, и определяет, отвечает ли требованиям по электропитанию тиристорный вентиль в элементе тестирования;

[0033] На третьем этапе тестирующее устройство 4 подает синусоидальное напряжение из 15 циклов. На этом этапе VBE 3 определяет, отправлять ли включающий FP на тестируемый тиристорный вентиль 5, в зависимости от того, является ли корректным сигнал обратной связи, полученный на втором этапе. На этом этапе тестирующее устройство определяет, включен ли тиристор, и определяет, является ли корректным оптический сигнал, возвращенный на VBE 3 тестируемым тиристорным вентилем 5 на втором этапе.

[0034] Изобретение характеризуется тем, что все тестирования и требования тестирования могут быть выполнены посредством взаимодействия на уровне логической функции между VBE и тестирующим устройством без введения и удаления соединенных волокон на месте эксплуатации.

[0035] Специалист в данной области техники может вносить изменения и модификации в рамках объема изобретения, не выходящие за рамки объема формулы изобретения.

Изобретение относится к области испытаний электрических устройств в силовой электронике. Система тестирования тиристорного вентиля на основе взаимодействия логических функций программного обеспечения, при этом система тестирования содержит: тестируемый тиристорный вентиль (5), VBE (3) и тестирующее устройство (4), и VBE (3) имеет специальный режим тестирования, при этом тестирующее устройство (4) обеспечивает три этапа для каждого элемента тестирования. Тестируемый тиристорный вентиль (5) и VBE (3) соединены оптическими волокнами (1), и тестируемый тиристорный вентиль (5), и тестирующее устройство (4) соединены посредством кабелей (2), и соединение между VBE (3) и тестирующим устройством (4) отсутствует. Техническим результатом является повышение надежности системы за счет того, что все тестирования и требования тестирования могут быть выполнены посредством взаимодействия на уровне логической функции между VBE и тестирующим устройством без введения и удаления соединенных волокон на месте эксплуатации. 1 з.п. ф-лы. 5 ил.

1. Система тестирования тиристорного вентиля на основе взаимодействия логических функций программного обеспечения, при этом система тестирования содержит: тестируемый тиристорный вентиль, тестирующее устройство и электронное устройство на основе вентилей (VBE), при этом тестируемый тиристорный вентиль и VBE соединены посредством оптических волокон, применяемых для передачи включающего импульса (FP) и импульса индикации (IP); при этом тестируемый тиристорный вентиль и тестирующее устройство соединены посредством кабелей, используемых тестирующим устройством для подачи тестового напряжения на тестируемый тиристорный вентиль; при этом соединение между VBE и тестирующим устройством отсутствует; при этом тестируемый тиристорный вентиль имеет по меньшей мере одну тиристорную ступень, при этом тиристорная ступень содержит по меньшей мере тиристор, блок управления тиристором (TCU) и дополнительный контур; при этом TCU выполнен с возможностью отправки в ходе обратной связи IP1 на VBE при нормальном функционировании, и отправки в ходе обратной связи IP2 на VBE при защитном включении;

при этом VBE имеет режим тестирования, соответственно, и в режиме тестирования:

a. отправляет FP на TCU каждый раз, когда VBE получает N последовательных IP1;

b. после получения IP2 VBE не отправляет FP на TCU при следующем получении N последовательных IP1;

c. если VBE не получает никаких IP в течение определенного времени T, количество IP1 и IP2 вычисляется от нуля;

при этом тестирующее устройство использует разные напряжения на разных этапах согласно требованиям тестирования.

2. Система тестирования тиристорного вентиля на основе взаимодействия логических функций программного обеспечения по п. 1, отличающаяся тем, что подача разных напряжений на разных этапах тестирующим устройством согласно требованиям тестирования, в частности, связана с тем, что каждый элемент тестирования включает три этапа:

a. подачи синусоидального напряжения, при этом тестирующее устройство определяет, включен ли тиристор на данном этапе, и определяет, нормально ли функционируют весь контур тиристорной ступени и оптические каналы;

b. подачи синусоидального напряжения или толчка напряжения или комбинации прямого напряжения и толчка напряжения в соответствии с содержимым элемента тестирования, при этом тестирующее устройство обнаруживает тиристорное напряжение и ток на данном этапе и определяет, отвечает ли требованиям по электропитанию тиристорный вентиль в элементе тестирования;

c. подачи синусоидального напряжения, при этом тестирующее устройство определяет, включен ли тиристор на данном этапе, и определяет, корректен ли оптический сигнал, отправленный тиристорным вентилем на VBE на этапе b.