專利名稱：監(jiān)視閥單元的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)視半導體閥單元運行的方法及用于執(zhí)行該方法的系統(tǒng)、控制單元和用于與所述控制單元協(xié)同工作的控制組件。
在交流系統(tǒng)和用于高壓直流傳輸(HVDC)的系統(tǒng)之間用于傳輸?shù)碾娬局醒b有一定數(shù)目的可控整流單元，由于高壓的緣故每一整流單元由大量包含硅可控元件的串聯(lián)閥單元組成。每一閥單元接收額定電壓的一部分，并且每一閥單元具有一可觸發(fā)的半導體，并且每一閥單元裝有一控制單元(TCU)。這些工作于高電壓的控制單元從接近接地電位的公共控制組件接收自己的控制信號。傳統(tǒng)的光導體用于信號的傳輸。同樣的傳統(tǒng)是允許這些控制單元借助于光導體向公共控制單元發(fā)送所謂指示脈沖。只要硅可控元件兩端的前向電壓超過一定閾值，例如30V，這些信號就以光脈沖的形式發(fā)出。這樣，為了保證觸發(fā)器周期期間的快速和有效的觸發(fā)及低損耗功率，在獲得足夠的前向電壓之前能夠保證沒有觸發(fā)脈沖送到硅可控元件。除了用于將輸入的光脈沖變換為電觸發(fā)信號，以及用光信號表示獲得了一定的前向電平的裝置之外，各個控制單元還包括用于在萬一各串聯(lián)半導體之一觸發(fā)失效(個別過電壓保護)時執(zhí)行壓控觸發(fā)的裝置，因而是相當復雜的裝置。本文引用Ekstrom的“高功率電子學HVDC和SVC”(Stockholm1989)用于一般描述HVDC技術(shù)。
也已表明，縮短對于HVDC裝置的維護時間是所希望的。根據(jù)已知的技術(shù)，維護需要裝置停止運行，一個或者多個操作人員通過半人工操作進行故障檢查以便確定是否一切運行正?；蛘呤欠裼惺裁床考隽斯收稀Ｈ绻僮魅藛T發(fā)現(xiàn)了在HVDC裝置中出了故障，則繼續(xù)判斷系統(tǒng)中哪個部件是運行故障的原因。
以前就知道記錄所述指示脈沖的不存在差不多能夠檢測出可能存在有故障的硅可控元件。這是由于在運行不正常時硅可控元件常常是短路這一事實，故此，不產(chǎn)生正向電壓，因而指示脈沖不會從那種有故障的閥單元送出。
指示脈沖可用來達到兩個不同的目的。一方面它們用于防止半導體之一在兩端電壓足夠之前接收觸發(fā)信號，而另一方面來自控制電路之一的指示脈沖的不存在被集中地記錄，從而可以監(jiān)視哪一個半導體已經(jīng)損壞。少量的串聯(lián)半導體已經(jīng)永久短路這一事實是能夠承受的，由于其余的半導體有能力承受它們分擔的總電壓部分從而允許僅在維護工作期間掉換。
在瑞典專利申請no.9202500-6中描述了一種方法，通過選擇一個控制單元并使得所選擇的控制單元承受觸發(fā)信號而不把觸發(fā)信號送往其它閥單元來進行故障檢測。借助于此后檢測來自所選擇的控制單元的指示信號出現(xiàn)的時刻以及來自同一整流單元中其它控制單元的相應指示脈沖的時刻，則所選擇的閥單元的不正常的運行可被檢測出來。
然而已知的方法需要以各個觸發(fā)級脈沖FPX分別啟動每一獨立的閥單元。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠減少HVDC裝置的維護時間的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于監(jiān)視HVDC裝置中多個閥單元運行和故障檢測的簡化方法。
本發(fā)明的又一目的是提供可在HVDC裝置正常運行期間用于監(jiān)視運行的方法以及用于實施該方法的系統(tǒng)。
此外，希望檢驗是否根據(jù)觸發(fā)級信號出現(xiàn)指定方式的觸發(fā)，并能夠判定不是由于過電壓保護發(fā)生作用的觸發(fā)是否發(fā)生。
另一個目的是提供使得能夠以很小的控制角度在操作期間監(jiān)視運行的方法。
這些目的通過根據(jù)本發(fā)明的方法而實現(xiàn)。借助于這一方法，每一控制單元產(chǎn)生能夠進行自動故障診斷的第一和第二指示信號的一個信號組合。這些目的還通過用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的一個系統(tǒng)而達到。這些目的還通過一種先進的控制單元而達到。對于半導體閥以及其它部件，萬一正常觸發(fā)失敗以及指示部件失效，這個控制單元實現(xiàn)啟動電壓控制觸發(fā)的目的。。此外，在電壓控制觸發(fā)期間，發(fā)出第二指示信號以便通知中心控制組件這種觸發(fā)已經(jīng)發(fā)生。
用于與控制單元協(xié)同工作的控制組件具有能夠在正常運行期間自動執(zhí)行操作檢查的優(yōu)點。本發(fā)明的進一步的特點留待后面的權(quán)利要求書中敘述。
將在以下參照附圖更為詳細地說明本發(fā)明。


圖1表示用于HVDC裝置中整流系統(tǒng)的一個已知類型的監(jiān)視系統(tǒng)。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于整流系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)。該監(jiān)視系統(tǒng)包括多個控制單元和一個中心控制組件。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個控制單元。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個中心控制組件。
圖5A-5F表示在正常運行期間根據(jù)圖2的系統(tǒng)中的信號與這些信號的時間順序的一個例子。
圖6A-6F表示當一個控制單元報告電壓控制觸發(fā)時根據(jù)圖2的系統(tǒng)中信號與時間順序的一個例子。
圖7A-7F表示當一個控制單元沒有發(fā)出第一指示信號也沒有報告電壓控制觸發(fā)時根據(jù)圖2的系統(tǒng)中信號與時間順序的一個例子。
圖8是說明分別用于存儲第一指示信號(IP)和第二指示信號(SSTP)的兩個存儲向量M1和M2的一個表格。
圖9A表示根據(jù)圖2的系統(tǒng)中在控制單元TCU中所執(zhí)行的一個方法。
圖9B表示根據(jù)圖2的系統(tǒng)中在中心控制組件中所執(zhí)行的一個方法。
帶有一定數(shù)目的串聯(lián)的硅可控元件THY1-THYN的硅可控閥系統(tǒng)的一部分示于圖1，雖然其中僅示出兩個硅可控元件。每個硅可控元件與其相鄰的控制單元TCU1-TCUN共同運行在硅可控元件的高電位。這些單元必須處于高電壓。在虛線左側(cè)所示的接地電位的控制設(shè)備中，有一定數(shù)目的光脈沖產(chǎn)生器L，這些產(chǎn)生器通過光導體連接到各個控制單元TCU。所有的光脈沖產(chǎn)生器均由控制脈沖CP同時啟動，以此將觸發(fā)器脈沖FP1-FPN送往硅可控元件的控制單元，這些控制單元提供電觸發(fā)器脈沖使硅可控元件導電。
已知的技術(shù)還包括一獨立的脈沖源ICP，該脈沖源通過總線B1完全是隨機可選擇地僅向光源L之一饋送一觸發(fā)脈沖。這樣，被選擇的硅可控元件可被獨立地觸發(fā)。
指示脈沖IP從控制單元TCU以光脈沖的形式通過第二導光導體被送往產(chǎn)生電脈沖的相應接收檢測器D。
如同業(yè)內(nèi)所知，指示脈沖是由控制單元TCUX產(chǎn)生以表示獲得足夠的前向電壓而能夠使得硅可控元件可接收觸發(fā)脈沖FP。到達檢測器D的觸發(fā)脈沖被集中到第二總線B2并由例如一個產(chǎn)生共用控制脈沖CP或者獨立控制脈沖ICP的微計算機分析。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個監(jiān)視系統(tǒng)。TDU1-TDUN每一個控制單元可通過光導體以類似于所透露的已知技術(shù)的方式與中心控制組件10通信。每一控制單元TCUX包括用于產(chǎn)生普通指示脈沖IP的裝置以及用于產(chǎn)生指示電壓控制觸發(fā)已經(jīng)發(fā)生的信號SSTP的裝置。該兩種信號都通過光導體傳送到中心控制組件10。中心控制組件10包括以已知的方式產(chǎn)生觸發(fā)器級脈沖CP的控制裝置20。中心電觸發(fā)級脈沖CP按已知的方式由電光裝置L轉(zhuǎn)換為光觸發(fā)級信號FP1-FPN以便向使得硅可控元件THY1-THYN導電的控制單元TCU1-TCUN發(fā)信號。
控制組件10還包括信號IP和SSTP向其傳送的一個評價單元30。由控制裝置所產(chǎn)生的電觸發(fā)級信號CP通過一個輸入端40提供給評價單元30。分別產(chǎn)生自控制單元TCU的信號IP和SSTP通過信號總線輸入端42提供給評價單元30。
雖然在這里為了易于對本發(fā)明的理解它們表示為分立單元，但就硬件和軟件而言，本文中所述單元20和30可集成為一個單一結(jié)構(gòu)。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制單元TCUX中相關(guān)部件的原理框圖。由于這些控制單元是相當完整的結(jié)構(gòu)，為了易于對本發(fā)明的理解及清楚起見這里僅對本發(fā)明關(guān)系最大的部件進行說明。
控制單元TCUX包括測量各個硅可控元件THYX兩端的前向電壓的裝置(未示出)。表示所測得的前向電壓的信號施加到導線50并分別分配到數(shù)個判別單元60，70，80和90。
每個判別單元涉及一個規(guī)定，該規(guī)定必須與其它規(guī)定同時或者共同得到滿足以便使電觸發(fā)脈沖能夠通過輸出端100被饋送出以提供給硅可控元件THYC的門控端。
一旦達到足夠的前向電壓U1允許硅可控元件的觸發(fā)，例如30V，判別單元90就產(chǎn)生一輸出信號。這一輸出信號提供給OR-門電路105的一個輸入端，該門電路的輸出連接到可在一光鏈接輸出端111上產(chǎn)生一光指示脈沖IP的電光裝置110。這樣，當在判別單元90中的規(guī)定被滿足時，則產(chǎn)生該指示脈沖IPX?？刂茊卧哂幸惠斎攵?06用于接收來自中心控制組件10的觸發(fā)器級脈沖FP。
當其它硅可控元件已經(jīng)觸發(fā)，如果由于某種原因該硅可控元件沒有被觸發(fā)，則前向電壓將達到引發(fā)硅可控元件的電壓控制觸發(fā)的第二閾值U2。設(shè)置判別單元60是為了在達到第二閾值時產(chǎn)生高輸出信號“1”。例如，第二閾值可以是7kV的前向電壓。
如圖3中所示，判別單元60的輸出連接到OR門電路112，該電路在接收到高輸入信號時又產(chǎn)生一個觸發(fā)信號提供給輸出端110。
根據(jù)本發(fā)明的控制單元還包括具有一個輸入端連接到判別單元60的輸出端，以及一個第二輸入端連接到用于為硅可控元件提供觸發(fā)器信號的輸出端100的AND門電路120。
這樣當判別單元60的輸出信號為高電位時，則AND門電路120在其輸出端產(chǎn)生高信號并且觸發(fā)器信號同時提供給輸出端100。AND門電路輸出端的高信號表示電壓控制觸發(fā)發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例，AND門電路112的輸出信號提供給OR門電路105的第二輸入端。這樣，產(chǎn)生了表示電壓控制觸發(fā)SST已經(jīng)發(fā)生的光脈沖SSTP，該光脈沖是由電光裝置110產(chǎn)生的。
根據(jù)該較佳實施例，用于SST的信號脈沖是按如同普通指示脈沖IP類似的方式被編碼的。
對裝置110的輸出端的信號IP/SSTP是否發(fā)出指示脈沖的信號還是電壓控制觸發(fā)已經(jīng)完成的識別由中心控制組件10中的評價單元30進行。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的評價單元30的原理框圖。如上所述，評價單元不僅在輸入端40接收表示何時共用觸發(fā)級信號CP送往控制單元TCU的信號，而且在多極輸入端42接收來自控制單元TCU的各個信號I1-IN。
評價單元30包括用于每一個控制單元TCU1-TCUN的一個RS觸發(fā)器150。每一個IP/SST信號輸入既連接到RS觸發(fā)器的置位輸入端又連接到OR門電路160的一個輸入端。這樣OR門電路160有一個輸入端連接到總線輸入42上的每一個信號輸入端。
OR門電路160具有連接到時間電路170的一個輸出端，該時間電路的輸出連接到OR門電路182的一個反相輸入端180。OR門電路182有一個輸出端連接到AND門電路190的一個輸入端184。AND門電路190的輸出連接到OR門電路182的第二輸入端194。AND門電路190的輸出還連接到一時間電路196的一個輸入端，該時間電路的輸出既連接到處理器單元220的反相輸入端200又連接到其非反相輸入端210。
所述的這一處理器單元220實際上包括帶有存儲器單元和信號處理裝置的各種處理器。然而為了易于對本發(fā)明的理解，它僅作為一個處理單元220說明。
處理器單元220還具有用于對RS觸發(fā)器150的分別讀取的總線輸入以及連接到所有RS觸發(fā)器的復位輸入端的復位輸出240。
處理器單元220還具有一個報警輸出242和一個總線連接器244，通過該連接器處理器能夠與控制裝置20通信。評價單元30的信號輸入端40連接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器250的輸入端。該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器250的輸出連接到AND門電路190的非反相輸入端270。
圖5，6和7以最基本的方式說明硅可控元件THY1兩端的電壓UT如何能夠出現(xiàn)并說明了上述系統(tǒng)是如何工作的。
圖5表示正常工作的觸發(fā)順序。在圖中正電壓表示硅可控元件THY兩端的正前向電壓。前向電平U1表示將由控制單元TCU生成指示脈沖的電壓，電平U2表示控制單元TCU將啟動電壓控制觸發(fā)及SSTP信號的電平。例如電平U2可在7000V的數(shù)量級。
圖5B表示當電壓UT超過閾值U1時所產(chǎn)生的指示脈沖。該指示脈沖從控制單元TCU1的輸出111提供給中心控制組件10，該組件根據(jù)該指示脈沖提供一個共用觸發(fā)級脈沖CP，使得觸發(fā)級信號FB1-FBN提供給所有的控制單元TCU1-TCUN。
圖5C表示在控制單元TCU*的輸入端106所接收的觸發(fā)脈沖FP。如同從圖5C中觸發(fā)脈沖FP的前沿延長的虛線所示，由于觸發(fā)硅可控元件的結(jié)果硅可控元件兩端的電壓UT降低到0或者接近0。此后只要有電流流過該硅可控元件，則硅可控元件兩端的前向電平保持在0V以上稍微為正。當整流器單元兩端的電壓最后改變符號和/或當硅可控元件的導電方向的電流停止時，則硅可控元件將如圖5A所示穿過零點252被反向偏壓。
圖5D表示當控制單元運行正常時沒有第二指示信號SSTP產(chǎn)生。
圖5E表示在時間電路170中所產(chǎn)生的信號IPS。
圖5F表示用存儲器單元150的讀數(shù)控制處理器單元220工作的信號KP。
圖6表示當硅可控元件沒有作為觸發(fā)信號FP的結(jié)果而觸發(fā)，而是由于電壓控制保護觸發(fā)而觸發(fā)時的情形。雖然電壓UT因為硅可控元件沒有觸發(fā)而繼續(xù)增加，但是控制單元TCU則因此產(chǎn)生一指示脈沖IP，并且控制單元10產(chǎn)生如上所述的觸發(fā)器信號FP。當硅可控元件兩端的正前向電壓UT超過閾值U2時，控制單元啟動電壓控制觸發(fā)并且產(chǎn)生信號SSTP以表示電壓控制觸發(fā)已經(jīng)發(fā)生。信號SSTP示于圖6D之中。
圖7表示在所論控制單元TCU的硅可控元件被短路的情形。由于在所論硅可控元件兩端既沒有達到閾值U1也沒有達到閾值U2，信號IP或者SSTP都不產(chǎn)生。然而，控制單元TCU仍然接收到觸發(fā)器信號FP，因為整流器單元中的其余硅可控元件的一個或者多個接收到電壓并通知控制組件10產(chǎn)生觸發(fā)信號FP。
從以上對控制單元TCU和評價單元30的描述明顯可見，根據(jù)所述實施例的系統(tǒng)的被安排在同一傳輸線路上傳輸信號IP和SSTP。
當比較圖5B和圖6D時，明顯可見信號IP與SSTP還是能夠被彼此區(qū)分開，因為它們是在不同的時刻產(chǎn)生的。
參見圖4和圖5-7，評價單元30是按以下方式工作的。
在開始點，所有的RS觸發(fā)器150均被置為0.當電壓UT超過閾值U1時，指示信號IP從為此目的工作的控制單元CTU提供。
信號IP將相應的RS觸發(fā)器150置“1”。信號IP-IPN還提供給OR-門電路160的相應輸入端。
根據(jù)這一實施例，每一指示信號IP具有基本為一μs的持續(xù)時間，并由于各個IP信號是按一定的分布產(chǎn)生的，OR門電路的輸出信號將是持續(xù)300μs的電子流的一個脈沖流。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，指示脈沖具有不同的持續(xù)時間，例如大約在0,5μs到10μs的區(qū)間內(nèi)。
OR門電路160的輸出信號提供給時間電路170，該電路的目的是為了產(chǎn)生與輸入的信號流相關(guān)的穩(wěn)定信號IPS，該穩(wěn)定信號表示指示脈沖IP已經(jīng)到達。信號IPS在第一指示信號IP的前沿變?yōu)楦唠娖?，并根?jù)該較佳實施例，在OR門電路的輸出信號的后沿之后保持在IPS的高信號電平達192μs。這樣在最后一個指示脈沖IP的后沿之后信號IPS為高電平的時間區(qū)間T3＝192μs。這情形的一些例子分別示于圖5E與圖6E。這意味著作為OR門電路182的反相輸入180的結(jié)果，只要IPS為高電平則AND門電路180被鎖定在低輸出信號。隨著在前導區(qū)間期間的再次觸發(fā)，立即響應指示信號IP而產(chǎn)生觸發(fā)級信號CP，并在這些再次觸發(fā)期間不進行RS觸發(fā)器150的評價讀取。在這種情形下信號IPS作為所述再次觸發(fā)產(chǎn)生指示信號的結(jié)果將變?yōu)楦唠娖?，并且在時間T3期間信號IPS保持高電平以便鎖定AND門電路190的輸出信號KP在低電平。用這種方式，就達到了對于閥單元的每一前導區(qū)間中僅在第一觸發(fā)級進行評價過程的目的。
例如，控制裝置20(圖2)可通過總線244連接到OR門電路160的輸出端以便檢測某個IP已經(jīng)接收到，并且控制裝置20據(jù)此而提供觸發(fā)器級信號CP。首先，通常僅是正常情形，在前導區(qū)間期間一旦第一指示信號IP已經(jīng)收到，則由控制組件20以一定的時延產(chǎn)生觸發(fā)級信號CP。必須首先滿足一些其它規(guī)定，并實際上第一觸發(fā)級信號CP晚于指示信號IP已經(jīng)接收到的時間T3而產(chǎn)生。然而如上所述，有時要出現(xiàn)硅可控元件在前導區(qū)間期間熄滅，開始接收電壓并產(chǎn)生第一指示信號IP。這種情形下，控制組件10將立即產(chǎn)生觸發(fā)級信號，但是不執(zhí)行評價程序。在每一控制單元TCU(圖3)的輸入端106以及在中心評價單元30的輸入端40(圖4)都接收到觸發(fā)級信號。
在輸入端40接收到觸發(fā)級脈沖CP并饋送到信號時間裝置250，這里裝置250具有在收到信號CP的前沿之后的時間T2＝100μs期間變?yōu)楦唠娖降膯畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能。如圖5F所示，裝置196在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器250的輸出信號的前沿后延遲T1＝30μs產(chǎn)生變?yōu)楦唠娖降男盘枴?br> 這樣在高信號提供給處理器的輸入端210和200之前時間電路196給出T1＝30μs的時延。這意味著可能不正確送出的已經(jīng)由控制單元TCU生成的指示信號連同在觸發(fā)瞬間產(chǎn)生的暫態(tài)過程沒有被錯誤地解釋為第二個指示信號。
以上所述的時間T1，T2和T3只是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的一些例子。時間T1可能在0-70μs區(qū)間內(nèi)被更換選擇。時間區(qū)間T1，T2和T3的多個組合是可以的，并且這些時間區(qū)間確定了處理器單元220執(zhí)行讀取RS觸發(fā)器150的時間窗口的尺寸。
這樣AND門電路190與時間電路196結(jié)合在正常運行期間產(chǎn)生控制脈沖KP，其前沿在觸發(fā)信號CP的前沿之后在時間T1＝30μs處上升(如果信號IPS在該時刻不是高電平)。
在處理器220的輸入端210處所檢測的控制脈沖KP的前沿起動一個要由處理器執(zhí)行的第一中斷程序(中斷)。于是處理器220讀取所有RS觸發(fā)器150并以具有N個位置的第一存儲向量M1的形式存儲該結(jié)果(圖8)。被讀出的高信號意味著相應的控制單元TCU已經(jīng)發(fā)送一個正常的第一指示脈沖，而被讀出的低信號意味著相應的控制單元TCU沒有發(fā)送一個指示脈沖。在讀取觸發(fā)器150的Q-輸出之后，處理器220向輸出端240發(fā)送復位信號使得RS觸發(fā)器150置為零以便處于接收第二指示信號SSTP的就緒狀態(tài)。
在觸發(fā)級信號CP的前沿之后信號KP的后沿在時間T2產(chǎn)生。
在信號KP的后沿，一個第二中斷程序作為在輸入端200檢測的結(jié)果在處理器220啟動。在第二中斷程序中，RS觸發(fā)器150再次通過連接到輸入端230的數(shù)據(jù)總線被讀取。在該時刻被讀取的高信號意味著對應的控制單元TCU已經(jīng)產(chǎn)生一個表示電壓控制觸發(fā)的信號SSTP。讀出的信號位被以具有N個位置，即與RS觸發(fā)器150的數(shù)目那么多的位置的第二存儲向量M2的形式存儲起來。這樣，對于每一閥單元產(chǎn)生一個獨立的狀態(tài)代碼。
參見圖8中的表，對于每一位置產(chǎn)生以下四個組合之一(M1，M2)＝(1，0)(M1，M2)＝(1，1)(M1，M2)＝(0，0)(M1，M2)＝(0，1)圖8中，位置1表示圖5A-5F中所示即包括控制單元TCU1和硅可控元件THY1的閥單元的正常工作的信號順序。
圖8中位置2表示當電壓控制觸發(fā)成為必要時發(fā)生的信號組合(1，1)。對應的信號順序示于圖6A-6F。
圖8中的位置3表示當硅可控元件短路時發(fā)生的信號組合(0，0)。對應的信號順序示于圖7A-7F。
圖8中的位置4表示如果相應的控制單元沒有送出第一指示脈沖，但是發(fā)送了一個電壓控制觸發(fā)信號所發(fā)生的信號組合(0，1)。這樣該信號組合表示在第四位置的控制單元TCU4存在一個故障，并且故障是在判別單元90或者在電光裝置110前面的部件之一中。
為了濾除可能是隨機產(chǎn)生的干擾信號，存儲了數(shù)個按時間順序的測量結(jié)果，并且只有對于一定的閥位置在控制階段的一個以上的預定部分檢測到相同的故障狀態(tài)，才產(chǎn)生報警信號。報警信號包括以下信息報警狀態(tài)上述信號組合(1，1)，(0，0)，(0，1)之一。
閥位置所述1-N任何閥位置。
時間階段產(chǎn)生報警的時間日期和時刻。
于是用于根據(jù)本發(fā)明的HDC系統(tǒng)的一種轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)包括用于連續(xù)監(jiān)視分布式系統(tǒng)部件運行的一個系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)借助于反復應用分布式第一方法F1和類似地反復應用集中式第二方法進行監(jiān)視。方法F1和F2的主要方面示于圖9A和9B中。
示于圖9A的第一方法F1是每當相應的硅可控元件THY接收到超過閾值U1的正的前向電壓時由各個控制單元TCU執(zhí)行的。當前向電壓UT超過閾值U時，根據(jù)該方法一個正確運行的控制單元將產(chǎn)生一個第一指示信號IP。在對應的部件中有故障的這個或者這些控制單元將不會產(chǎn)生一個第一指示信號。
可是，由于系統(tǒng)包括大量的控制單元，一個或者多個控制單元將會產(chǎn)生一個指示信號。一旦數(shù)個觸發(fā)規(guī)定已經(jīng)滿足，則在中心單元10中開始集中式第二方法F2。這些規(guī)定之一是指示信號IP已經(jīng)收到。
看圖9B，根據(jù)方法F2，產(chǎn)生觸發(fā)器級信號CP，F(xiàn)P是為了向中心評價單元30和每一分布控制單元TCU提供。
根據(jù)方法F2，已經(jīng)記錄了每一收到的來自控制單元的第一指示信號IP的存儲單元150(見圖4)現(xiàn)在被讀取。然后存儲單元150被置為零以便準備記錄來自一個或者多個控制單元可能的第二指示信號SSTP。在置零操作之后開始等待周期。存儲單元150任何一個在等待周期期間所記錄的信號將被解釋為第二指示信號SSTP。
在每一控制單元中，方法F1(見圖9A)意味著等待獲得來自中心控制組件10的觸發(fā)級信號。在等待觸發(fā)級時，連續(xù)執(zhí)行測試以便判定硅可控元件兩端的前向電壓UT是否超過第二閾值U2。
如果在檢測到一個觸發(fā)器級信號之前前向電壓UT超過第二閾值U2，則在硅可控元件的局部啟動的電壓控制觸發(fā)被啟動的同時產(chǎn)生一個第二指示信號SSTP。
如果檢測到觸發(fā)器級信號FP，則總是產(chǎn)生對硅可控元件的觸發(fā)器信號。
一旦這一觸發(fā)信號已經(jīng)產(chǎn)生，則如上所述，方法F1意味著通過等待到電壓UT超過電壓閾值U1時從開始的位置重復。
根據(jù)方法F2，存儲單元150在等待周期之后被讀取，并且收到的測量序列根據(jù)以上所述提供給用來分析的一個分析裝置。此后，該方法F2通過等待第一指示信號而從其開始位置重復。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)視多個閥單元的運行的方法，其中每一閥單元包括一個半導體元件(THY1-THYN)和一個用于控制該半導體元件的控制單元，其中控制單元包括一個用于接收觸發(fā)器級信號(FP)的觸發(fā)器級輸入端，一個用于發(fā)出第一指示信號(IP)的指示輸出端，和一個用于向該半導體元件發(fā)出觸發(fā)信號的觸發(fā)信號輸出端(100)，其中該方法包括步驟檢測半導體閥兩端的正的前向電壓(UT)，當前向電壓(UT)超過第一閾值(U1)時產(chǎn)生第一指示信號(IP)，在檢測到接收了觸發(fā)級信號(FP)時產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，以及當前向電壓(UT)超過第二閾值(U2)時產(chǎn)生第二指示信號(SSTP)，所述第二閾值高于所述第一閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其修改是當前向電壓(UT)超過第一閾值(U1)時省略產(chǎn)生第一指示信號(IP)的步驟，該省略表示一個部件失效。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的方法，還包括步驟響應收到的第一指示信號而產(chǎn)生觸發(fā)級信號(CP，F(xiàn)P)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何之一的方法，還包括步驟產(chǎn)生一個狀態(tài)代碼，該狀態(tài)代碼表示閥單元的工作狀態(tài)(TCU，THY)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括步驟評價狀態(tài)代碼以指出控制單元中的故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何之一的方法，還包括步驟如果狀態(tài)代碼指出沒有第一指示信號，則產(chǎn)生第一報警信號，并且如果狀態(tài)代碼指出第二指示信號已被記錄則產(chǎn)生第二報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任何之一的方法，還包括步驟保存數(shù)個時間順序狀態(tài)代碼；僅在所保存的狀態(tài)代碼的一個以上預定部分檢測到相同的狀態(tài)代碼時產(chǎn)生一個報警信號。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求任何之一的方法，還包括步驟在各個存儲單元(150)中存儲收到的第一指示信號(IP)，依據(jù)觸發(fā)級信號啟動一個評價程序，記錄沒有任何第一指示信號(IP)，以及復位存儲單元(150)，在存儲單元(150)中存儲收到的第二指示信號(SSTP)，記錄第二指示信號(SSTP)收到并復位存儲單元(150)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任何之一的方法，還包括步驟在同一傳輸線上傳輸?shù)谝恢甘拘盘柡偷诙甘拘盘枴?br> 10.用于監(jiān)視轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中多個部件運行的系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括中心控制組件(10)和多個閥單元，其中每一閥單元具有a)一個標識(1-N)，b)一個半導體元件(THY1-N)，c)一個用于控制該半導體元件的控制單元，d)一個用于接收觸發(fā)器級信號(FP)的觸發(fā)器級輸入端，e)一個用于發(fā)出用于通知半導體元件在其前向電壓方向已經(jīng)達到第一預定的電壓閾值的第一指示信號(IP)的指示輸出端，所述第一預定電壓閾值對應于用于保證有效觸發(fā)該半導體元件的足夠的前向電壓，以及f)用于向半導體元件發(fā)出觸發(fā)信號的一個觸發(fā)信號輸出端，并且其中g(shù))控制單元包括用于當半導體元件在其前向電壓方向已經(jīng)達到第二預定電壓閾值時發(fā)出一個第二指示信號(SSTP)的裝置(60，120，105，110)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中中心控制組件(10)包括一個被安排用來記錄第二指示信號(SSTP)和對應的閥單元標識的評價裝置(30)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中評價裝置被安排記錄每一個已被發(fā)現(xiàn)沒有第一指示信號的閥單元的標識。
13.用于啟動HVDC裝置中半導體元件(THY)的控制裝置，其中該控制裝置包括用于接收觸發(fā)器級信號(FP)的一個觸發(fā)器級輸入端，以及一個用于發(fā)出表示半導體元件在其前向電壓方向已經(jīng)達到第一預定的電壓閾值的第一指示信號(IP)的指示輸出端(111)，所述第一預定電壓閾值相應于用來保證有效觸發(fā)該半導體元件的足夠的前向電壓，以及用于向半導體元件發(fā)出觸發(fā)信號的一個觸發(fā)信號輸出端(100)，以及一個判別單元，被安排根據(jù)半導體元件在其前向電壓方向達到第二預定電壓閾值(U2)而產(chǎn)生一啟動信號，后者轉(zhuǎn)而又啟動該觸發(fā)信號，由此控制單元被安排響應該啟動信號而發(fā)出第二指示信號(SSTP)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的控制單元，其中控制單元被安排響應啟動信號和觸發(fā)信號同時出現(xiàn)而發(fā)出第二指示信號(SSTP)，該控制單元在同一個指示輸出端發(fā)出第一和第二指示信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或者14任何之一的控制單元，其中觸發(fā)級輸入為光脈沖輸入且信號輸出包括用于發(fā)出光脈沖的一個電光裝置(110)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的控制單元，其中判別單元的輸出端連接到一個AND門電路(120)的第一輸入端，并且該AND門電路(120)的第二輸入端連接到觸發(fā)信號輸出端(100)，以及其中該AND門電路(120)的輸出在功能上連接到電光裝置(110)。
17.用于與根據(jù)權(quán)利要求13-16任何之一多個控制單元共同工作的控制組件，包括用于接收第一和第二指示信號(IP，SSTP)的多個信號輸入(150，42)，用于響應檢測出的至少一個第一指示信號產(chǎn)生觸發(fā)級信號(FP)的一個控制裝置。一個評價裝置，該裝置根據(jù)觸發(fā)級信號(FP)工作以便讀取信號輸入(150)并記錄指示信號(IP，SSTP)的存在和/或不存在。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的控制組件，其中每一信號輸入(I1-IN)包括根據(jù)接收的第一指示信號可置為第一數(shù)值的一個存儲單元(150)，評價裝置(30)被安排在收到觸發(fā)級信號(FP)之后重置存儲單元為一個第二數(shù)值；評價裝置(30)被安排等待接收可能的第二指示信號，存儲單元(150)根據(jù)接收的第二指示信號可置為第一數(shù)值，評價單元工作于閱讀和記錄存儲單元(150)的數(shù)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的控制組件，其中評價裝置被安排為在接收觸發(fā)級信號(FP)時執(zhí)行以下順序步驟a)等待到第一時間周期(T1)已經(jīng)過去并然后b)讀取每一存儲單元(150)的各個數(shù)值(IP)；c)復位存儲單元(150)；d)接收可能到達的第二指示信號(SSTP)；以及e)等待到第二時間周期(T2)已經(jīng)過去并然后f)讀取每一存儲單元(150)的各個數(shù)值(SSTP)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視多個閥單元運行的方法，用于執(zhí)行該方法的系統(tǒng)，控制單元和用于與該控制單元共同工作的控制組件。系統(tǒng)中每一閥單元包括一個半導體元件(THY1-THYN)及用于控制該半導體元件的的控制單元。該控制單元包括用于接收觸發(fā)器級信號(FP)的觸發(fā)器級輸入，用于發(fā)出第一指示信號(IP)的指示輸出及用于向半導體元件發(fā)出觸發(fā)信號的觸發(fā)信號輸出(100)，該方法包括步驟檢測半導體閥兩端的正的前向電壓(U
文檔編號H02M1/088GK1149938SQ9619026
公開日1997年5月14日 申請日期1996年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月30日
發(fā)明者法拉斯·羅伯特·安德森, 羅蘭·西爾杰斯喬姆 申請人:Asea布朗·勃弗里有限公司