一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统、方法与流程

1.本发明涉及设备巡检领域，特别是指一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统、方法。


背景技术：

2.直流换流阀是高压直流换流站实现交直流电能转换、直流功率快速调节的高端电工装备，是集电力系统分析、电力电子技术、输配电工程、高电压、工程热力学等十多个专业为一体的综合性强，复杂度高的复合型技术。作为高压直流输电的核心设备，换流阀运行中如果出现故障异常，会直接导致整条直流输电工程停运。换流阀是由晶闸管、阻尼电阻、均压电阻、电抗器、晶闸管级触发监测单元、水冷管路和各种结构部件等数百个元部件构成的复杂电力设备，其中，任一元件故障都会对换流阀可靠运行带来严重影响。同时，换流阀产品造价昂贵，它具有精密、脆弱、环境要求苛刻等特性。
3.目前，换流站每年均会安排例行停电检修计划，停电后对全部换流阀元器件进行周密细致的检查、试验、消缺，确保换流阀长周期安全稳定运行。然而，现有的检修方式只能测出换流阀是否存在故障，并不能判断故障的具体位置，不利于故障排查。并且，由于不同厂家的换流阀晶闸管级的电气原理不同，在检测时需要根据厂家选择对应的检测设备，现有检测设备不具有通用性，检测效率低。因此，如何通过优质高效的检修模式，更精准的确定故障位置，发现换流阀可能存在的深层次缺陷和隐患，并及时结合停电进行消缺处理，避免换流阀运行异常导致高压直流系统停运，以及提供一种能够兼容不同厂家换流阀晶闸管级的测试方法，是换流站运维检修工作中亟需突破的关键点和技术难点。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明在于提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统、方法，以解决上述无法精准的确定故障位置、故障检修效率低以及现有检测设备不能兼容不同厂家换流阀晶闸管级的问题。
5.为解决上述问题，本发明提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，包括：人机交互模块、阻尼回路测试模块、换流阀晶闸管级回路；所述人机交互模块与所述阻尼回路测试模块连接，所述阻尼回路测试模块与所述换流阀晶闸管级回路连接；所述人机交互模块用于执行测试指令；所述阻尼回路测试模块用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；所述阻尼回路测试模块包括：处理器、模拟开关以及第二测试信号输出模块；所述处理器用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关；所述模拟开关用于将第一测试信号转换为第二测试信号，所述模拟开关接收所述第一测试信号后输出第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号后，根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，以测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼
电容值以及不同频率下的阻抗值，进而分别确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。
6.可选的，所述阻尼回路测试模块还包括：直接数字式频率合成器，所述直接数字式频率合成器用于接收所述处理器发出的第一测试信号；
7.所述将所述第一测试信号传输给所述模拟开关，包括：
8.将所述第一测试信号传输给所述直接数字式频率合成器，所述直接数字式频率合成器接收所述第一测试信号后，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关。
9.可选的，所述阻尼回路测试模块还包括：运放模块、功率运放模块；
10.所述运放模块用于对所述交流信号中的正弦波信号进行平滑处理，获得平滑的正弦波信号；
11.所述功率运放模块用于对模拟开关输出的第二测试信号进行信号放大；
12.所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号，包括：所述第二测试信号输出模块接收的是经过所述功率运放模块进行信号放大后的第二测试信号；
13.所述将所述第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路，包括：将经过所述功率运放模块进行信号放大后的第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路。
14.可选的，所述阻尼回路测试模块还包括：模拟量采集模块、模数转换模块以及过零点监测模块；
15.所述模拟量采集模块用于采集模拟开关输出的第二测试信号中的电压信号和电流信号，将电压信号和电流信号传输给所述模数转换模块和所述过零点监测模块；
16.所述模数转换模块用于将电压信号和电流信号转换成电压值和电流值，将电压值和电流值发送给处理器；所述处理器根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值；
17.所述处理器根据所述过零点监测模块计算电压与电流的相位差；所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
18.可选的，所述处理器根据所述过零点监测模块计算电压与电流的相位差，包括：
19.所述过零点监测模块用于电压过零点的检测和电流过零点的检测；
20.所述过零点监测模块包括隔离电平转换和与门，电压信号和电流信号通过隔离电平转换，使正过零点后的电压信号和电流信号转换为高电平、负过零点后的电压信号和电流信号转换为低电平；
21.所述与门将电压信号和电流信号合并为一个信号；
22.所述处理器通过检测高电平的时间判断电压和电流的相位差。
23.可选的，所述根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，包括：
24.所述第二测试信号输出模块通过第一测试线、第二测试线、第三测试线与所述换流阀晶闸管级回路连接，当所述换流阀晶闸管级回路为包含晶闸管触发监测板的晶闸管级回路时，将所述第一测试线与所述换流阀晶闸管级回路中的阳极散热器连接，将所述第二测试线与所述换流阀晶闸管级回路中的阴极散热器连接，将所述第三测试线与所述换流阀晶闸管级回路中串联电阻的低压侧连接；用短接线将串联电阻的低压侧和并联电阻的低压侧短接；当所述换流阀晶闸管级回路为包含门极单元的晶闸管级回路时，将所述第一测试线与晶闸管的阳极连接，将所述第二测试线、所述第三测试线与晶闸管的阴极连接。
25.可选的，所述阻尼回路测试模块还包括：输出切换继电器，所述输出切换继电器用于根据不同的换流阀晶闸管级回路采用不同的连接方式以提供不同的测试方法；
26.如果所述换流阀晶闸管级回路为包含晶闸管触发监测板的晶闸管级回路，当对换流阀晶闸管级回路中的均压电阻进行测试时，将所述输出切换继电器设置为常闭状态，所述测试指令用于指示所述处理器向换流阀晶闸管级回路提供负向直流电压信号，所述处理器根据采集的电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值；
27.当对换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻和阻尼电容进行测试时，将所述输出切换继电器设置为公共端和常开端连接状态，所述测试指令用于指示所述处理器向换流阀晶闸管级回路提供测试频率下的交流信号，所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
28.可选的，所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值，包括：
29.所述处理器针对接收到的电压和电流两路数据进行傅里叶变换，获得相应频点的实部re和虚部im数据，通过复数计算得出测试频率下两路信号的模值之比|z|和相位差θ；
30.θ＝t3-p
÷
2，|z|＝u/i
31.其中，p为发送的信号周期，t3为高电平的时间；
32.θ＝|artan(uim/ure)-artan(iim/ire)|；
33.阻尼电阻rs＝|z|cosθ＝u/i cosθ；
34.阻尼电容cs＝1/(u/i sinθ)/(2*pi*f)；
35.其中，re为频点的实部数据，im为频点的虚部数据，ure为电压频点的实部数据，uim为电压频点的虚部数据，ire为电流频点的实部数据，iim为电流频点的虚部数据，f为测试频率，u为测试频率下的电压模值，u＝sqrt(ure*ure+uim*uim),i为测试频率下的电流模值，i＝sqrt(ire*ire+iim*iim)，pi为π，π＝3.14。
36.可选的，所述确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障，包括：所述处理器通过将计算获得的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值分别与相应的标准值比较，获得均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值与相应的标准值的差值，作为相应的参数值；
37.所述处理器根据相应的参数值分别判断均压电阻、阻尼电阻、阻尼电容是否存在故障；
38.若相应的参数值在预设阈值内，则判定均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容不存在故障；
39.若相应的参数值超出预设阈值，则判定均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容存在故障。
40.本发明还提供一种采用针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试的方法，包括：
41.步骤1，预先将系统增加阻尼回路测试模块，与所述人机交互模块、换流阀晶闸管级回路相连接；
42.步骤2，阻尼回路测试模块启动，接收所述人机交互模块发出的测试指令，输出所
述第二测试信号；
43.步骤3，通过阻尼回路测试模块根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，获得针对所述换流阀晶闸管级回路中均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值的测试信号，进而确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。
44.本发明还提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法，包括：接收测试指令；根据所述测试指令生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；根据所述第一测试信号，生成第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和/或不同频率的交流信号；根据所述第二测试信号测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和/或阻尼电阻值和/或阻尼电容值和/或不同频率下的阻抗值。
45.可选的，所述根据所述第一测试信号，生成第二测试信号，包括：
46.将所述第一测试信号传输给模拟开关，所述模拟开关接收所述第一测试信号后生成第二测试信号。
47.可选的，还包括：
48.针对所述交流信号中的正弦波信号进行平滑处理，获得平滑的正弦波信号；针对所述第二测试信号进行信号放大处理，获得信号放大后的第二测试信号。
49.可选的，还包括：
50.采集第二测试信号中的电压信号和电流信号，将电压信号和电流信号转换成电压值和电流值；
51.根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值。
52.可选的，采集第二测试信号中的电压信号和电流信号后，还包括：
53.将电压信号和电流信号通过过零点监测计算电压与电流的相位差；
54.根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
55.可选的，所述根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值，包括：
56.当测试换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值时，所述测试指令包括用于向换流阀晶闸管级回路提供负向直流电压信号的指令，根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下的阻抗值；
57.可选的，所述根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值，包括：
58.当测试换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和/或阻尼电容值时，所述测试指令包括用于向换流阀晶闸管级回路提供测试频率下的交流信号的指令，根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
59.本发明还提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试装置，包括：接收单元，用于接收测试指令；第一生成单元，用于根据所述测试指令生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；第二生成单元，用于根据所述第一测试信号，生成第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；测试单元，用于根据所述第二测试信号测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同
频率下的阻抗值。
60.本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器；所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序后，执行上述方法。
61.本发明还提供一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行后，执行上述方法。
62.本发明提供的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，包括：人机交互模块、阻尼回路测试模块、换流阀晶闸管级回路；所述人机交互模块与所述阻尼回路测试模块连接，所述阻尼回路测试模块与所述换流阀晶闸管级回路连接；所述人机交互模块用于执行测试指令；所述阻尼回路测试模块用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；所述阻尼回路测试模块包括：处理器、模拟开关以及第二测试信号输出模块；所述处理器用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关；所述模拟开关用于将第一测试信号转换为第二测试信号，所述模拟开关接收所述第一测试信号后输出第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号后，根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，以测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值，进而确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。
63.本发明提供的所述针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，通过设置模拟开关，使得阻尼回路中不仅可以输出交流信号，还可以输出直流信号，同时，所述系统不仅能够测出阻尼回路中不同频率下的阻抗值，还能测出阻尼回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值，，进而确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障，从而能够在换流阀出现故障时精准的确定故障位置，提高了故障检修效率。
64.另外，本发明能够根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，从而实现不同厂家换流阀晶闸管级阻尼回路的测试，兼容性好。
附图说明
65.图1是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统示意图；
66.图2是本发明提供的模拟开关原理示意图；
67.图3是本发明提供的过零点监测原理示意图；
68.图4是本发明提供的一种含有ttm板的晶闸管级电气原理图；
69.图5是本发明提供的一种含有门极单元的晶闸管级电气原理图；
70.图6是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法中相位差确定方法示意图；
71.图7是本发明提供的一种采用针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试的方法的流程图；
72.图8是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法的流程图；
73.图9是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试装置的示意图；
74.图10是本发明提供的一种电子设备示意图。
具体实施方式
75.为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。
76.本发明提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，请参考图1，图1是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统示意图。
77.在介绍本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统之前，首先对本发明的背景技术进行简单的介绍，换流阀是由晶闸管、阻尼电阻、均压电阻、电抗器、晶闸管级触发监测单元、水冷管路和各种结构部件等数百个元部件构成的复杂电力设备，其中，任一元件故障都会对换流阀可靠运行带来严重影响。晶闸管级是直流换流阀电气结构的基本单元，包括晶闸管、阻尼吸收回路、均压回路、门级单元等。其中，阻尼吸收电路用以抑制阀开通和关断过程中出现的过冲电压，以及实现换流阀链式结构的电压均压分布。现有技术中针对换流阀阻尼电阻、阻尼电容和均压电阻的测试，现有设备只能测试是否合格，并不能给出换流阀晶闸管级阻尼回路中的阻抗值和均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值。如果回路中某一元器件出现故障，也只能测试出来回路存在故障，并不能判断出故障处于阻尼电阻部分还是阻尼电容部分或是均压电阻部分。基于此，本发明提供了一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，包括：人机交互模块、阻尼回路测试模块、换流阀晶闸管级回路；所述人机交互模块与所述阻尼回路测试模块连接，所述阻尼回路测试模块与所述换流阀晶闸管级回路连接；所述人机交互模块用于执行测试指令；所述阻尼回路测试模块用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；所述阻尼回路测试模块包括：处理器、模拟开关以及第二测试信号输出模块；所述处理器用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关；所述模拟开关用于将第一测试信号转换为第二测试信号，所述模拟开关接收所述第一测试信号后输出第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号后，根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，以测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值，进而确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。
78.本发明提供的所述针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，通过设置模拟开关，使得阻尼回路中不仅可以输出交流信号，还可以输出直流信号，同时，所述系统不仅能够测出阻尼回路中不同频率下的阻抗值，还能测出阻尼回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值，从而能够在换流阀出现故障时精准的确定故障位置，提高了故障检修效率。
79.以下结合图1对本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统进行详细的介绍。
80.所述针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，包括：人机交互模块10、阻尼回路测试模块20、换流阀晶闸管级回路30；所述人机交互模块10与所述阻尼回路测试模块20连接，所述阻尼回路测试模块20与所述换流阀晶闸管级回路30连接；所述人机交互模块10用于执行测试指令；所述阻尼回路测试模块20用于接收所述人机交互模块10发出的测试指令，生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号。
81.这里需要说明的是，人机交互模块10主要用来执行测试指令，具体实施时，用户根据待测试的换流阀晶闸管级的测试需求，通过人机交互模块设置测试指令，设置测试频率。
比如，当需要计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值时，测试指令用于指示向换流阀晶闸管级回路的两端提供负向直流电压信号；当需要计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值时，测试指令用于指示向换流阀晶闸管级回路的两端提供交流信号。同时，当需要计算换流阀晶闸管级回路中不同频率下的阻抗值时，用户也可以通过人机交互模块设置对应的频率。
82.本发明中，所述阻尼回路测试模块20包括：处理器201、模拟开关202以及第二测试信号输出模块203；所述处理器201用于接收所述人机交互模块10发出的测试指令，生成第一测试信号，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关202；所述模拟开关202用于将第一测试信号转换为第二测试信号，所述模拟开关202接收所述第一测试信号后输出第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号。
83.所述阻尼回路测试模块20还包括：直接数字式频率合成器204，所述直接数字式频率合成器204用于接收所述处理器201发出的第一测试信号；所述将所述第一测试信号传输给所述模拟开关202，包括：将所述第一测试信号传输给所述直接数字式频率合成器204，所述直接数字式频率合成器204接收所述第一测试信号后，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关202。
84.这里需要说明的是，处理器201接收到人机交互模块10发出的测试指令后，通过spi(串行外设接口，serial peripheral interface，简称spi)接口向直接数字式频率合成器204发送数据。直接数字式频率合成器(direct digital frequency synthesis，简称dds)是一种把一系列数字信号通过d/a转换器转换成模拟信号的数字合成技术。dds204接收到数据后，输出相应的正弦波信号，通常，dds204输出的为差分信号，为了对高频干扰信号做滤波处理，本发明中，所述阻尼回路测试模块20还包括：运放模块205；所述运放模块205用于对所述交流信号中的正弦波信号进行平滑处理，获得平滑的正弦波信号。所述运放模块205包括：高通滤波器和运算放大器，具体实施时，dds204输出的信号为单向正极性信号。在通过高通滤波器以及模拟开关转换为双极性正弦波信号，该信号再通过低压运放整形后形成平滑的正弦波信号。
85.所述阻尼回路测试模块20还包括：功率运放模块206；所述功率运放模块206用于对模拟开关202输出的第二测试信号进行信号放大，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号。这里需要说明的是，dds204通常只能产生交流信号，为了能够在回路中产生交流信号和/或直流信号，本发明中，在回路中增加1路四选一模拟开关202，通过使用模拟开关202，使回路中输出的信号既可以是交流信号正弦波信号，也可以是直流信号。具体的，请参考图2，图2是本发明提供的模拟开关原理示意图。本发明利用adg5204多路模拟开关实现交流和直流输出的转换，从而使测试信号同具备输出交流信号和正电压信号或负电压信号的能力。同时，通过使用模拟开关202，使得回路不仅能够测试交流的阻抗值，还能够测试直流的阻抗值。
86.本发明中，所述第二测试信号输出模块203接收所述模拟开关202输出的第二测试信号后，将所述第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路30，以测试不同的换流阀晶闸管级回路30中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值。具体的，所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号，包括：所述第二测试信号输出模块接收的是经过所述功率运放模块进行信号放大后的第二测试信号；所述将
所述第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路，包括：将经过所述功率运放模块进行信号放大后的第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路。
87.这里需要说明的是，所述模拟开关202具体是输出正弦波信号还是输出直流信号，是通过处理器201控制模拟开关202的地址线进行选择的，模拟开关202的输出信号经过功率运放模块206，将测试信号放大并提供更强的驱动能力。
88.本发明中，所述阻尼回路测试模块20还包括：模拟量采集模块207、模数转换模块208；所述模拟量采集模块207用于采集模拟开关202输出的第二测试信号中的电压信号和电流信号，将电压信号和电流信号传输给所述模数转换模块208；所述模数转换模块208用于将电压信号和电流信号转换成电压值和电流值，将电压值和电流值发送给处理器201；所述处理器201根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路30中的均压电阻值和不同频率下阻抗值。
89.所述阻尼回路测试模块20还包括：过零点监测模块209；所述模拟量采集模块207采集模拟开关202输出的第二测试信号中的电压信号和电流信号后，将电压信号和电流信号传输给所述过零点监测模块209；所述处理器201根据所述过零点监测模块209计算电压与电流的相位差；所述处理器201根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路30中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
90.所述处理器201根据所述过零点监测模块209计算电压与电流的相位差，包括：所述过零点监测模块209用于电压过零点的检测和电流过零点的检测；所述过零点监测模块209包括隔离电平转换和与门，电压信号和电流信号通过隔离电平转换使正过零点后的电压信号或电流信号转变为高电平、使负过零点后的电压信号或电流信号转变为低电平；所述与门将电压信号和电流信号合并为一个信号；所述处理器201通过检测高电平的时间判断电压和电流的相位差。
91.这里需要说明的是，功率运放模块206测试信号输出时，同时模拟量采集模块207采集回路输出的中的电压值以及电流值。将采集到的电压值和电流值送给模数转换模块208即数模转换芯片(analog-to-digitalconverter，模/数转换器或者模拟/数字转换器，简称adc)将模拟量转换成数字量后发送给处理器201。处理器201通过电压电流值计算出回路中的阻抗值。同时，将采集到的电压值和电流值送给过零点监测电路，请参考图3，图3是本发明提供的过零点监测原理示意图。过零点监测电路主要进行电压过零点的检测和电流过零点的检测。电压信号和电流信号通过ltm2882隔离电平转换使正过零点后的电压或电流信号全部变为高电平，负过零点之后的电压或电流信号全部变为低电平。然后再通过与门将电压信号和电流信号合并为一个信号，处理器201只需要检测高电平的时间就能判断电压和电流的相位差。上述操作的目的是因为：在测试时由于测试回路或者测试频率的不同，会出现电压和电流相位差较小的时候，如果使用处理器去单独的采集和判断电压电流的相位差，会消耗处理器的大量资源，因此，本发明引入过零点检测回路，节约处理器资源。
92.所述阻尼回路测试模块20还包括：输出切换继电器210，所述输出切换继电器210用于根据不同的换流阀晶闸管级回路30采用不同的连接方式以提供不同的测试方法。所述输出切换继电器210包括：公共端(common，简称com)、常开端(normally open，简称no)、以及常闭端(normal connected，简称nc)。所述系统还包括多根测试线以及短接线，通过将测试线、短接线与换流阀晶闸管级回路中的对应位置连接以测试不同的换流阀晶闸管级回
路。
93.这里需要说明的是，针对不同的晶闸管级，测试线与晶闸管两端的连接方式也不同，请参考图4和图5，图4和图5是两种不同的晶闸管级电气原理图。具体测试时，所述根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，包括：所述第二测试信号输出模块通过第一测试线、第二测试线、第三测试线与所述换流阀晶闸管级回路连接，具体为：当所述换流阀晶闸管级回路为包含晶闸管触发监测板的晶闸管级回路时，将所述第一测试线与所述换流阀晶闸管级回路中的阳极散热器连接，将所述第二测试线与所述换流阀晶闸管级回路中的阴极散热器连接，将所述第三测试线与所述换流阀晶闸管级回路中串联电阻的低压侧连接；用短接线将串联电阻的低压侧和并联电阻的低压侧短接；当所述换流阀晶闸管级回路为包含门极单元的晶闸管级回路时，将所述第一测试线与晶闸管的阳极连接，将所述第二测试线、所述第三测试线与晶闸管的阴极连接。
94.具体实施时，所述换流阀晶闸管级回路30为包含晶闸管触发监测板(thyristor triggered monitoring board，简称ttm板)的晶闸管级回路，当测试换流阀晶闸管级回路30中的均压电阻值时，将所述输出切换继电器210设置为常闭状态，即所述输出切换继电器210设置为com和nc连接状态，所述测试指令用于指示所述处理器201向换流阀晶闸管级回路30提供负向直流电压信号，所述处理器201根据采集的电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路30中的均压电阻值和不同频率下阻抗值；当测试换流阀晶闸管级回路30中的阻尼电阻值和阻尼电容值时，将所述输出切换继电器210设置为com和no连接状态，所述测试指令用于指示所述处理器201向换流阀晶闸管级回路30提供测试频率下的交流信号，所述处理器201根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路30中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
95.下面对上述测试方法进行具体阐述：
96.图4是本发明提供的一种含有ttm板的晶闸管级电气原理图，该测试方法使用三根测试线：测试线a、测试线k、测试线rc、以及一根短接线，其中，第一测试线，即测试线a为阳极连接线，用于连接第二测试信号输出模块203的阳极和换流阀晶闸管级回路30的阳极；第二测试线，即测试线k为阴极连接线，用于连接第二测试信号输出模块203的阴极和换流阀晶闸管级回路30的阴极；第三测试线，即测试线rc为阻尼回路连接线。当测试含有ttm板的晶闸管级回路时，请参考图4，用户将测试线a接在晶闸管阳极散热片上，将测试线k接在晶闸管阴极测试线上，将测试线rc接在串联电阻rd2的低压侧，即图4中9的位置，并用短接线将将串联电阻rd2的低压侧和并联电阻rd3的低压侧短接，即图4中7的位置和9的位置短接。测试时先让输出切换继电器k1保持常闭状态，测试回路输出负向直流电压，根据采集到的电压值和电流值测试电阻rj1和电阻rj2的均压电阻值。然后让输出切换继电器k1动作保持com与no连接，测试回路输出交流测试信号。这时测试回路中电阻rd1与电阻rd2串联后与电阻rd3的并联电阻值以及cd电容的电容值。当测试含有门极单元的晶闸管级回路时，请参考图5，图5是本发明提供的一种含有门极单元的晶闸管级电气原理图。当测试图5换流阀晶闸管级回路时只需要将测试线a接在晶闸管的阳极，测试线k和测线rc同时接在晶闸管的阴极即可，其余步骤与上述含有ttm板的晶闸管级回路的测试方法相同。
97.请参考图6，图6是发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法中相位差确定方法示意图。所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值，包括：所述处理器针对接收到的电压和电流两路数据进行傅里叶变换，
获得相应频点的实部re和虚部im数据，通过复数计算得出测试频率下两路信号的模值之比|z|和相位差θ；θ＝t3-p
÷
2，|z|＝u/i，其中，p为发送的信号周期，t3为高电平的时间；θ＝|artan(uim/ure)-artan(iim/ire)|；阻尼电阻rs＝|z|cosθ＝u/i cosθ；阻尼电容cs＝1/(u/i sinθ)/(2*pi*f)；其中，re为频点的实部数据，im为频点的虚部数据，ure为电压频点的实部数据，uim为电压频点的虚部数据，ire为电流频点的实部数据，iim为电流频点的虚部数据，f为测试频率，u为测试频率下的电压模值，u＝sqrt(ure*ure+uim*uim),i为测试频率下的电流模值，i＝sqrt(ire*ire+iim*iim)，pi为π，π＝3.14。
98.本发明中，所述确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障，包括：所述处理器201通过将计算获得的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值分别与相应的标准值比较，获得均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值与相应的标准值的差值，作为相应的参数值，所述处理器201根据相应的参数值分别判断均压电阻、阻尼电阻、阻尼电容是否存在故障。所述处理器201根据相应的参数值判断均压电阻、阻尼电阻、阻尼电容是否存在故障，包括：若相应的参数值在预设阈值内，则判定均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容不存在故障；若相应的参数值超出预设阈值，则判定均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容存在故障。可根据每个电阻/电容相应设置阈值。
99.上述提供了一种采用针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，与之相对应的，本发明还提供一种采用针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试的方法，本方法与上述系统相同的部分不再赘述，请参见上述系统中的相应部分。
100.请参照图7，图7是本发明提供的一种采用针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试的方法，包括：
101.步骤701：预先将系统增加阻尼回路测试模块，与所述人机交互模块、换流阀晶闸管级回路相连接；
102.步骤702：阻尼回路测试模块启动，接收所述人机交互模块发出的测试指令，输出所述第二测试信号；
103.步骤703：通过阻尼回路测试模块根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，获得针对所述换流阀晶闸管级回路中均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值的测试信号，进而确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。
104.上述提供了一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，与之相对应的，本发明还提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法，本方法与上述系统相同的部分不再赘述，请参见上述系统中的相应部分。
105.请参照图8，图8是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法的流程图，所述针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法，包括：
106.步骤s801：接收测试指令；
107.步骤s802：根据所述测试指令生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；
108.步骤s803：根据所述第一测试信号，生成第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；
109.步骤s804：根据所述第二测试信号测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值。
110.所述根据所述第一测试信号，生成第二测试信号，包括：
111.将所述第一测试信号传输给模拟开关，所述模拟开关接收所述第一测试信号后生成第二测试信号。
112.可选的，还包括：
113.针对所述交流信号中的正弦波信号进行平滑处理，获得平滑的正弦波信号。
114.可选的，还包括：
115.针对所述第二测试信号进行信号放大处理，获得信号放大后的第二测试信号。
116.可选的，还包括：
117.采集第二测试信号中的电压信号和电流信号，将电压信号和电流信号转换成电压值和电流值；
118.根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值。
119.可选的，采集第二测试信号中的电压信号和电流信号后，还包括：
120.将电压信号和电流信号通过过零点监测计算电压与电流的相位差；
121.根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
122.可选的，所述根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值，包括：
123.当测试换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值时，所述测试指令包括用于向换流阀晶闸管级回路提供负向直流电压信号的指令，根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下的阻抗值；
124.可选的，所述根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值，包括：
125.当测试换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和/或阻尼电容值时，所述测试指令包括用于向换流阀晶闸管级回路提供测试频率下的交流信号的指令，根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
126.上述提供了一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试方法，与之相对应的，本发明还提供一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试装置，本装置与上述方法相同的部分不再赘述，请参见上述方法中的相应部分。
127.请参照图9，图9是本发明提供的一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试装置的示意图，所述针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试装置900，包括：
128.接收单元901，用于接收测试指令；
129.第一生成单元902，用于根据所述测试指令生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；
130.第二生成单元903，用于根据所述第一测试信号，生成第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；
131.测试单元904，用于根据所述第二测试信号测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值。
132.与本发明上述方法相对应的，本发明还提供一种电子设备。如图10所示，图10为本发明提供的一种电子设备的示意图。该电子设备，包括：至少一个处理器1001，至少一个通信接口1002，至少一个存储器1003和至少一个通信总线1004；可选的，通信接口1002可以为通信模块的接口，如gsm模块的接口；处理器1001可能是处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。存储器1003可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。其中，存储器1003存储有程序，处理器1001调用存储器1003所存储的程序，以执行本发明上述提供的方法。
133.与本发明上述方法相对应的，本发明还提供一种计算机存储介质。所述计算机存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行，以执行本发明上述提供的方法。
134.对于本发明各个实施例中所阐述的方案，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，包括：人机交互模块、阻尼回路测试模块、换流阀晶闸管级回路；所述人机交互模块与所述阻尼回路测试模块连接，所述阻尼回路测试模块与所述换流阀晶闸管级回路连接；所述人机交互模块用于执行测试指令；所述阻尼回路测试模块用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，所述第一测试信号包括交流信号；所述阻尼回路测试模块包括：处理器、模拟开关以及第二测试信号输出模块；所述处理器用于接收所述人机交互模块发出的测试指令，生成第一测试信号，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关；所述模拟开关用于将第一测试信号转换为第二测试信号，所述模拟开关接收所述第一测试信号后输出第二测试信号，所述第二测试信号包括：直流信号和不同频率的交流信号；所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号后，根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，以测试不同的换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值，进而分别确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。2.根据权利要求1所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述阻尼回路测试模块还包括：直接数字式频率合成器，所述直接数字式频率合成器用于接收所述处理器发出的第一测试信号；所述将所述第一测试信号传输给所述模拟开关，包括：将所述第一测试信号传输给所述直接数字式频率合成器，所述直接数字式频率合成器接收所述第一测试信号后，将所述第一测试信号传输给所述模拟开关。3.根据权利要求1所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述阻尼回路测试模块还包括：运放模块、功率运放模块；所述运放模块用于对所述交流信号中的正弦波信号进行平滑处理，获得平滑的正弦波信号；所述功率运放模块用于对模拟开关输出的第二测试信号进行信号放大；所述第二测试信号输出模块接收所述模拟开关输出的第二测试信号，包括：所述第二测试信号输出模块接收的是经过所述功率运放模块进行信号放大后的第二测试信号；所述将所述第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路，包括：将经过所述功率运放模块进行信号放大后的第二测试信号传输给不同的换流阀晶闸管级回路。4.根据权利要求1所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述阻尼回路测试模块还包括：模拟量采集模块、模数转换模块以及过零点监测模块；所述模拟量采集模块用于采集模拟开关输出的第二测试信号中的电压信号和电流信号，将电压信号和电流信号传输给所述模数转换模块和所述过零点监测模块；所述模数转换模块用于将电压信号和电流信号转换成电压值和电流值，将电压值和电流值发送给处理器；所述处理器根据电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值；所述处理器根据所述过零点监测模块计算电压与电流的相位差；所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。
5.根据权利要求4所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述处理器根据所述过零点监测模块计算电压与电流的相位差，包括：所述过零点监测模块用于电压过零点的检测和电流过零点的检测；所述过零点监测模块包括隔离电平转换和与门，电压信号和电流信号通过隔离电平转换，使正过零点后的电压信号和电流信号转换为高电平、负过零点后的电压信号和电流信号转换为低电平；所述与门将电压信号和电流信号合并为一个信号；所述处理器通过检测高电平的时间判断电压和电流的相位差。6.根据权利要求5所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，包括：所述第二测试信号输出模块通过第一测试线、第二测试线、第三测试线与所述换流阀晶闸管级回路连接，当所述换流阀晶闸管级回路为包含晶闸管触发监测板的晶闸管级回路时，将所述第一测试线与所述换流阀晶闸管级回路中的阳极散热器连接，将所述第二测试线与所述换流阀晶闸管级回路中的阴极散热器连接，将所述第三测试线与所述换流阀晶闸管级回路中串联电阻的低压侧连接；用短接线将串联电阻的低压侧和并联电阻的低压侧短接；或，当所述换流阀晶闸管级回路为包含门极单元的晶闸管级回路时，将所述第一测试线与晶闸管的阳极连接，将所述第二测试线、所述第三测试线与晶闸管的阴极连接。7.根据权利要求6所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述阻尼回路测试模块还包括：输出切换继电器，所述输出切换继电器用于根据不同的换流阀晶闸管级回路采用不同的连接方式以提供不同的测试方法；如果所述换流阀晶闸管级回路为包含晶闸管触发监测板的晶闸管级回路，当对换流阀晶闸管级回路中的均压电阻进行测试时，将所述输出切换继电器设置为常闭状态，所述测试指令用于指示所述处理器向换流阀晶闸管级回路提供负向直流电压信号，所述处理器根据采集的电压值和电流值计算换流阀晶闸管级回路中的均压电阻值和不同频率下阻抗值；当对换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻和阻尼电容进行测试时，将所述输出切换继电器设置为公共端和常开端连接状态，所述测试指令用于指示所述处理器向换流阀晶闸管级回路提供测试频率下的交流信号，所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值。8.根据权利要求7所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述处理器根据所述相位差计算换流阀晶闸管级回路中的阻尼电阻值和阻尼电容值，包括：所述处理器针对接收到的电压和电流两路数据进行傅里叶变换，获得相应频点的实部re和虚部im数据，通过复数计算得出测试频率下两路信号的模值之比|z|和相位差θ；θ＝t3-p
÷
2，|z|＝u/i其中，p为发送的信号周期，t3为高电平的时间；θ＝|artan(uim/ure)-artan(iim/ire)|；阻尼电阻rs＝|z|cosθ＝u/icosθ；阻尼电容cs＝1/(u/isinθ)/(2*pi*f)；其中，re为频点的实部数据，im为频点的虚部数据，ure为电压频点的实部数据，uim为电压频点的虚部数据，ire为电流频点的实部数据，iim为电流频点的虚部数据，f为测试频
率，u为测试频率下的电压模值，u＝sqrt(ure*ure+uim*uim),i为测试频率下的电流模值，i＝sqrt(ire*ire+iim*iim)，pi为π，π＝3.14。9.根据权利要求4所述的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统，其特征在于，所述确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障，包括：所述处理器通过将计算获得的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值分别与相应的标准值比较，获得均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值与相应的标准值的差值，作为相应的参数值；所述处理器根据相应的参数值分别判断均压电阻、阻尼电阻、阻尼电容是否存在故障；若相应的参数值在预设阈值内，则判定均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容不存在故障；若相应的参数值超出预设阈值，则判定均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容存在故障。10.一种采用权利要求1所述系统的针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试的方法，其特征在于，包括：步骤1，预先将系统增加阻尼回路测试模块，与所述人机交互模块、换流阀晶闸管级回路相连接；步骤2，阻尼回路测试模块启动，接收所述人机交互模块发出的测试指令，输出所述第二测试信号；步骤3，通过阻尼回路测试模块根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式，获得针对所述换流阀晶闸管级回路中均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值的测试信号，进而确定出相应位置的均压电阻、或阻尼电阻、或阻尼电容是否存在故障。

技术总结
本发明公开了一种针对不同换流阀晶闸管级阻尼回路测试系统、方法，系统包括人机交互模块、阻尼回路测试模块、换流阀晶闸管级回路，所述人机交互模块用于执行测试指令；所述阻尼回路测试模块用于接收测试指令生成第一测试信号；所述阻尼回路测试模块包括处理器、模拟开关以及第二测试信号输出模块；处理器用于接收测试指令生成第一测试信号，将第一测试信号传输给模拟开关；模拟开关接收第一测试信号后输出第二测试信号，第二测试信号包括直流信号和不同频率的交流信号；第二测试信号输出模块接收第二测试信号后根据换流阀晶闸管级回路类型选择相应的接线方式以测试不同的回路中的均压电阻值、阻尼电阻值、阻尼电容值以及不同频率下的阻抗值。同频率下的阻抗值。同频率下的阻抗值。


技术研发人员：邹洪森 孙璐 赵欣洋 陈瑞 刘博 韦鹏 王旭强 刘志远 黎炜 相中华 刘岩亮 马文长 车靖阳 杨子腾 任佳丽 吴保义
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司超高压公司 中电普瑞电力工程有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/9/23