(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソフトウェア論理機能の連携に基づくサイリスタバルブ試験システムであって、前記試験システムは、被試験サイリスタバルブと、試験機と、バルブ制御ユニットとを含み、前記被試験サイリスタバルブと前記バルブ制御ユニットとの間には、トリガーリターン信号を送受信するために用いられる光ファイバーにより接続され、前記被試験サイリスタバルブと前記試験機との間には、前記試験機が被試験サイリスタバルブに試験励起を印加するための電気ケーブルにより接続され、前記バルブ制御ユニットと前記試験機との間には、何の接続も有せず、前記被試験サイリスタバルブは、少なくとも１つのサイリスタレベルを含み、前記サイリスタレベルには、少なくとも１つのサイリスタ、１つのトリガーユニット及び補助回路を含み、前記トリガーユニットは、通常の通電中にパルス１をバルブ制御ユニットにリターンし、保護トリガー時に前記バルブ制御ユニットにパルス２をリターンし、
バルブ制御ユニットには、対応する試験モードが設けられ、試験モードにおいて、
ａ、バルブ制御ユニットは、Ｎ個の１５ｕｓ未満の幅を有するリターンパルス１を連続的に受信するたびに、トリガーユニットに１つのトリガーパルスを送信し、
ｂ、バルブ制御ユニットは、１５ｕｓを超える幅を有するリターンパルス２を受信した後、次のＮ個の前記リターンパルス１を連続的に受信した場合、トリガーユニットにトリガーパルスを送信せず、
ｃ、バルブ制御ユニットは、一定時間Ｔ以内に、いずれかのリターンパルスを受信しない場合、すべてのパルスの数を０から計算し、
前記試験機は、試験要件に応じて異なる段階で励起を印加し、該試験要件に応じて異なる段階で励起を印加することは、具体的に、各試験項目は３つのステップを含み、
ａ、励起として正弦波電圧を印加し、前記試験機は、この段階で、バルブ制御ユニットが被試験サイリスタバルブにトリガーパルスを送信することにより、サイリスタがオンになっているかどうかを検出し、サイリスタレベル回路全体及び光路が正常かどうかを判断し、
ｂ、励起として、該試験項目の内容に対応する正弦波電圧、サージ電圧、または順方向電圧とサージ電圧の重ね合わせを印加し、前記試験機は、この段階でサイリスタの電圧と電流を検出し、電気的観点から、該試験項目におけるサイリスタバルブが、要件を満たすかどうかを判断し、
ｃ、励起として正弦波電圧を印加し、前記試験機は、この段階で、バルブ制御ユニットがステップｂで受信したリターン信号が正しいかどうかに応じて被試験サイリスタバルブにトリガーパルスを送信するか否かを決定し、サイリスタがオンになっているかどうかを検出する
ことを特徴とするソフトウェア論理機能の連携に基づくサイリスタバルブ試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事現場において、サイリスタバルブの機能試験を実施するための試験システム及び対応する試験方法に関し、パワーエレクトロニクス分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
通常、超高電圧直流（ＵＨＶ  ＤＣ）送電のトリガーシステムには、制御保護システムと、バルブベースの電子デバイスＶＢＥとサイリスタ制御ユニットＴＣＵが含まれる。制御保護システムは、トリガーパルス（ＣＰ）を生成し、ＶＢＥへ送信するものであり、バルブベースの電子デバイスは、特定の条件下でＣＰを点火パルス（ＦＰ）に変換し、ＴＣＵに送信する、制御保護システムとサイリスタ制御ユニットとの間のブリッジであり、ＴＣＵは、コンバーターバルブタワーにおける監視、制御及び保護デバイスである。ＴＣＵ監視機能は主として、サイリスタレベルの電圧が特定のしきい値よりも大きい場合、ＴＣＵはＶＢＥにパルス幅１のリターンパルスを送信することと、サイリスタレベルに保護性トリガーが発生する場合、ＴＣＵはＶＢＥにパルス幅２のリターンパルスを送信することを含む。制御機能とは、主にＴＣＵがＦＰを受信する場合、サイリスタをオンにするようにサイリスタゲートレベルにトリガー信号を送信することを指す。保護機能は主として、サイリスタスレベルが逆回復期間にあり、振幅１の順方向電圧が突然印加される場合、ＴＣＵはサイリスタをオンにするためにサイリスタゲートレベルにトリガー信号を送信することと、サイリスタレベルがいつでも振幅２の順方向電圧が印加される場合、ＴＣＵはサイリスタをオンにするためにサイリスタゲートレブルにトリガー信号を送信することを含む。
【０００３】
ＴＣＵに基づく上記の監視、制御及び保護機能は、コンバーターバルブの動作への影響が大きいため、サイリスタバルブが適用される工事現場では、一般的に、サイリスタバルブを使用する前、年次検査または設備が故障して交換後に、サイリスタバルブに対して、特別な機能試験を実行する必要がある。ＴＣＵの制御及び保護機能は、サイリスタレベルの電気信号によって検証でき、ＴＣＵの監視機能は、それにリターンする光信号によって検証する必要がある。工事現場で試験する際に、一般的に、すべてのＴＣＵとＶＢＥとの間の光ファイバーの敷設と接続が完了しているため、過去の試験では、図１に示すように、一般的にＴＣＵ上におけるＶＢＥと接続された光ファイバーを抜出し、別の光ファイバーでＴＣＵと試験機とを接続させる。これにより、ＴＣＵと試験機の間で光信号を直接に送信できるため、試験の要求を満たせる。ただし、この方法には比較的に大きなリスクがあり、つまり、サイリスタレベルに対して試験をする度に、ＴＣＵにおいて、少なくとも２回の光ファイバーの挿入と抜出が必要である。また、該サイリスタレベル試験が順調ではない場合、検査中に光ファイバーを複数回で挿入と抜出する場合があり、光ファイバーを挿入または抜出する度に、光ファイバー及びＴＣＵの光インターフェイスに汚れや摩耗が生じ、光信号の伝送に影響を与える。過去の工事現場では、試験機によるサイリスタバルブの機能試験を完了し、元の光ファイバーを回復した後、引き続きの試験で光路の故障が生じたケースがある。  すべての光路は、初期段階での光ファイバー敷設の完了後に均一に試験されるため、この光路の故障は、その後の試験機によるサイリスタバルブの試験中の挿入と抜出の繰り返しによって引き起こされることが明らかであり、また、光路に対する試験の作業負荷は膨大であり、再試験を実行することは不可能であるため、損傷した光ファイバーは引き続きの試験に残され、影響を与える。
【発明の概要】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、上記の試験システムおよび試験方法の欠点に対して、現場での接続された光ファイバーを挿入と抜出せずに、試験機とＶＢＥとの連携によって、サイリスタバルブのすべての試験機能及び試験要件を満たせる方法を提供することである。
【０００５】
本発明は、サイリスタバルブの試験システムを提供し、前記試験システムは、被試験サイリスタバルブ、試験機及びバルブ制御ユニットを含む。
【０００６】
ここで、被試験サイリスタバルブは、少なくとも１つのサイリスタレベルを含み、各サイリスタレベルは、少なくとも１つのサイリスタ、１つのトリガーユニット及び必要な補助回路を含む。  
【０００７】
ここで、バルブ制御ユニットは専用の試験モードを有する。
【０００８】
１．バルブ制御ユニットは、Ｎ個のリターンパルス１を連続的に受信するたびに、トリガーユニットに１つのトリガーパルスを送信する。
【０００９】
２．バルブ制御ユニットは、リターンパルス２を受信した後、次のＮ個のリターンパルス１を連続的に受信した場合、トリガーユニットにトリガーパルスを送信しない。
【００１０】
３．バルブ制御ユニットは、一定の時間Ｔ内に、いずれかのリターンパルスを受信しない場合、すべてのパルスの数を０から計算する。
【００１１】
ここで、前記試験機の各試験項目は３つのステップに分けられる。
【００１２】
１．励起として正弦波電圧を印加する。試験機は、この段階でサイリスタがオンになっているかどうかを検出し、サイリスタレベル回路全体及び光路が正常かどうかを判断する。
【００１３】
２．励起として、本試験項目の内容に対応する正弦波電圧、サージ電圧、または順方向電圧とサージ電圧の重ね合わせを印加する。試験機は、この段階でサイリスタの電圧と電流を検出し、電気的観点から、本試験項目におけるサイリスタバルブが、要件を満たすかどうかを判断する。
【００１４】
３．励起として正弦波電圧を印加する。試験機は、この段階でサイリスタがオンになっているかどうかを検出し、ステップｂにおいて、サイリスタバルブからバルブ制御ユニットにリターンされた光信号が正しいかどうかを判断する。
【００１５】
ここで、前記被試験サイリスタバルブと前記バルブ制御ユニットとの間では光ファイバーで接続され、前記被試験サイリスタバルブと試験機との間ではケーブルで接続され、前記バルブ制御ユニットと前記試験機との間には何の接続もない。
【００１６】
既存の試験システム及び試験方法と比較して、本発明によって提供する技術は、現場試験時に従来の光ファイバーを１個ずつ挿入及び抜出することを必要とする試験方法を必要とせず、ＶＣＵを試験モードに設定するだけで、既存のＶＣＵとコンバーターバルブとの間のトリガーリターン光ファイバーを利用し、試験機を被試験サイリスタバルブと１個ずつ接続し、試験をすることが良い。試験において、各項目は３つのステップに分けられるため、光路、回路及びトリガーユニットのリターン信号を検出することができ、現場の試験機設備と試験の作業負荷を増やすことなく、全面的かつ信頼性が高く、効率の高い試験の目的を完成できる。  特にサイリスタの数が膨大の試験項目に対して、非常に実用的である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、従来のサイリスタバルブの試験システムの概略図である；
【図２】図２は、本発明により提供されるサイリスタテストシステムの概略図である；
【図３】図３は、本発明により提供されるサイリスタテストシステムの空間的レイアウト図である；
【図４】図４は、本発明により提供されるバルブ制御ユニットの試験モードの論理フローチャートである；
【図５】図５は、本発明により提供される試験機の試験ステップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下実施例を利用し、本発明をより具体的に紹介と説明をするが、本発明の保護範囲がこれらに限らない。
【００１９】
本実施例により提供される試験システムは、図２に示すように、試験機４、被試験サイリスタバルブ５及びバルブ制御ユニット３を含む。ここで、被試験サイリスタバルブ５とバルブ制御ユニット３は、トリガーリターン信号を送受信するための、受信用と送信用の２本の光ファイバーのみにより接続される。被試験サイリスタバルブ５と試験機４は、試験機４が被試験サイリスタバルブ５に試験電圧電流を印加するための、２本の電気ケーブルのみにより接続される。試験機４とバルブ制御ユニット３との間には何の接続もない。
【００２０】
本実施例により提供される試験システムの空間的レイアウトは、図３に示すように、被試験サイリスタバルブ５は、光ファイバー１を介して制御室６に位置するバルブ制御ユニット３と接続され、試験機器４は、バルブホール７に位置され、被試験サイリスタバルブ５の近づき、ケーブル２を介して被試験サイリスタバルブ５と接続される。
【００２１】
本実施例におけるバルブ制御ユニット３及び試験機４は、論理機能的連携によって、光ファイバーでの接続を必要とせずに、ＴＣＵのリターンする光信号の正確性を試験することを実現できる。当該方法を、下記のように詳しく説明する。
【００２２】
バルブ制御ユニット３は、通常のトリガー機能に加えて、専用の試験モードを備えている。試験者は、制御語を設定する方法または他の方法により、バルブ制御ユニット３を試験モードに切り替えることができる。試験モードで、バルブ制御ユニット３の機能論理を図４に示す。
【００２３】
バルブ制御ユニット３が、一つの１５ｕｓ未満の幅を有するリターンパルスを受信すると、リターンカウンターが１を増加し、カウント値が１０になり、補助カウンターの値が０の場合、バルブ制御ユニット３は、被試験サイリスタバルブ５にトリガーパルスを送信して、カウンターをクリアする。補助カウンターの値が１の場合、バルブ制御ユニット３は、トリガーパルスを送信せず、すべてのカウンターを直接にクリアする。
【００２４】
バルブ制御ユニット３が、１５ｕｓを超える幅を有するリターンパルスを受信すると、補助カウンターが１を増加し、リターンカウンターがクリアされる。
【００２５】
バルブ制御ユニット３が、２秒以内にリターンパルスを受信しない場合、すべてのカウンターがクリアされる。
【００２６】
図５に示すように、試験機４が各試験項目において、励起を印加することは３つのステップに分けられる。
【００２７】
第一段階で印加される励起は、１５周波の正弦波電圧であり、この段階では、バルブ制御ユニット３が、被試験サイリスタバルブ５にトリガーパルスを送信し、すべての回路と光路が正常であれば、被試験サイリスタバルブ５がオンされる。試験機４は、この段階でサイリスタ電流を検出し、サイリスタレベル回路全体と光路が正常かどうかを判断する。
【００２８】
第二段階で印加される励起は、本試験項目の内容に対応する正弦波電圧、サージ電圧または順方向電圧とサージ電圧の重ね合わせであり、この段階は試験の主要な段階であり、試験機４が、この段階でのサイリスタの電圧と電流を検出し、電気的観点から、サイリスタバルブが、本試験項目の試験要件を満たしているかどうかを判断する。  
【００２９】
第三段階で印加される励起は、１５周波の正弦波電圧であり、この段階では、バルブ制御ユニット３は、第二段階で受信したリターン信号が正しいかどうかに応じて、被試験サイリスタバルブ５にトリガーパルスを送信するか否かを決定する。この段階で、試験機は、サイリスタがオンになっているかどうかを検出し、第二段階において、被試験サイリスタバルブ５からバルブ制御ユニット３にリターンされた光信号が正しいかどうかを判断する。
【００３０】
本発明は、現場で既に接続された光ファイバーを挿入及び抜出することなく、バルブ制御ユニット及び試験機との間の機能論理の連携によって、すべての試験項目及び試験要件を満たすことができることを特徴とする。
【００３１】
当分野の技術者は、特許請求の範囲を超えない限り、本発明の範囲内で変更および修正を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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