一种HVDC换流阀晶闸管温度监测方法和系统与流程

技术特征：
1.一种hvdc换流阀晶闸管温度监测方法，其特征在于，所述方法包括：利用光纤测温技术测量hvdc换流阀内各晶闸管的壳温；根据hvdc换流阀内各晶闸管的壳温计算hvdc换流阀内各晶闸管的结温；当hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的壳温和/或结温超出预设阈值时，则发出hvdc换流阀内相应晶闸管温度告警。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用光纤测温技术测量hvdc换流阀内各晶闸管的壳温，包括：基于铺设于hvdc换流阀内各晶闸管散热器表面上的传感光纤，采用光纤测温技术获取传感光纤与各晶闸管散热器表面接触点处的布里渊频率；基于传感光纤与各晶闸管散热器表面接触点处的布里渊频率，确定各晶闸管的壳温；其中，所述传感光纤与各晶闸管散热器表面接触点处的布里渊频率为传感光纤与各晶闸管散热器表面接触点处的布里渊散射频谱中峰值最大时对应的频率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于传感光纤与各晶闸管散热器表面接触点处的布里渊频率，确定各晶闸管的壳温，包括：按下式确定hvdc换流阀内第i个晶闸管在t时刻的壳温t
i,s
(t)：式中，f
i,s
(t)为t时刻传感光纤与hvdc换流阀内第i个晶闸管散热器的接触点处的布里渊频率，f
i,s*
为hvdc换流阀内第i个晶闸管散热器温度为基准温度时传感光纤与hvdc换流阀内第i个晶闸管散热器的接触点处的布里渊频率，c
v,t
为光纤频移变动的温度系数，为hvdc换流阀内第i个晶闸管散热器的基准温度。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据hvdc换流阀内各晶闸管的壳温计算hvdc换流阀内各晶闸管的结温，包括：获取hvdc换流阀内各晶闸管的工作电流；利用hvdc换流阀内各晶闸管的工作电流确定hvdc换流阀内各晶闸管的通态电压；将hvdc换流阀内各晶闸管的工作电流与通态电压的乘积作为hvdc换流阀内各晶闸管的瞬时损耗；基于hvdc换流阀内各晶闸管的瞬时损耗和hvdc换流阀内各晶闸管的壳温确定hvdc换流阀内各晶闸管的结温。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用hvdc换流阀内各晶闸管的工作电流确定hvdc换流阀内各晶闸管的通态电压，包括：按下式确定hvdc换流阀内第i个晶闸管在t时刻的通态电压v
i
(t)：式中，i
i
(t)为hvdc换流阀内第i个晶闸管在t时刻的工作电流，a为第一常数，b为第二常数，c为第三常数，d为第四常数,i∈(1～n),n为hvdc换流阀内包括的晶闸管个数。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于hvdc换流阀内各晶闸管的瞬时损耗和hvdc换流阀内各晶闸管的壳温确定hvdc换流阀内各晶闸管的结温，包括：
按下式确定hvdc换流阀内第i个晶闸管在t时刻的结温t
i,j
(t)：式中，t
i,j
(0)为hvdc换流阀内第i个晶闸管在初始时刻的结温，初始时刻为0时刻，t
i,s
(t)为hvdc换流阀内第i个晶闸管在t时刻的壳温，z
i,th
(t)为hvdc换流阀内第i个晶闸管的瞬态热阻抗，r
i,th
为hvdc换流阀内第i个晶闸管的稳态结壳热阻，p
i
(t)为hvdc换流阀内第i个晶闸管在t时刻的瞬时损耗；其中，按下式确定z
i,th
(t)：式中，r
i,thk
为hvdc换流阀内第i个晶闸管的热传递路径中第k种组成物质的稳态热阻，c
i,k
为hvdc换流阀内第i个晶闸管的热传递路径中第k种组成物质的热容量，k∈(1～m)，m为组成物质的种类数；按下式确定c
i,k
：式中，τ
i,k
为hvdc换流阀内第i个晶闸管的热传递路径中第k种组成物质的时间常数。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的壳温和/或结温超出预设阈值时，则发出hvdc换流阀内相应晶闸管温度告警，包括：若hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的壳温大于壳温阈值，则发出hvdc换流阀内相应晶闸管的壳温越限报警信号；若hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的结温大于结温阈值，则发出hvdc换流阀内相应晶闸管的结温越限报警信号。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发出hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的壳温越限报警信号的同时或之后，还包括：对hvdc换流阀内所有晶闸管的壳温进行冷却；所述发出hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的结温越限报警信号的同时或之后，还包括：对hvdc换流阀内所有晶闸管的结温进行冷却。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对hvdc换流阀内所有晶闸管的壳温进行冷却，包括：增大hvdc换流阀冷却系统的冷却水流量；所述对hvdc换流阀内所有晶闸管的结温进行冷却，包括：降低hvdc换流阀工作回路的电流。10.一种hvdc换流阀晶闸管温度监测系统，其特征在于，所述系统包括：光纤测温模块，用于利用光纤测温技术测量hvdc换流阀内各晶闸管的壳温；计算模块，用于根据hvdc换流阀内各晶闸管的壳温计算hvdc换流阀内各晶闸管的结温；
告警模块，用于当hvdc换流阀内任一或多个晶闸管的壳温和/或结温超出预设阈值时，则发出hvdc换流阀内相应晶闸管温度告警。

技术总结
本发明涉及一种HVDC换流阀晶闸管温度监测方法和系统，包括：利用光纤测温技术测量HVDC换流阀内各晶闸管的壳温；根据HVDC换流阀内各晶闸管的壳温计算HVDC换流阀内各晶闸管的结温；当HVDC换流阀内任一或多个晶闸管的壳温和/或结温超出预设阈值时，则发出HVDC换流阀内相应晶闸管温度告警。本发明提供的技术方案，可以全面实时的完成对换流阀晶闸管壳温和结温的监测且保证监测的准确性，同时以监测的晶闸管壳温和结温作为告警依据对晶闸管安全运行进行告警，提高了换流阀运行的安全性。提高了换流阀运行的安全性。提高了换流阀运行的安全性。


技术研发人员：雷朝煜 郝良收 熊银武 柴斌 周亮 魏孟刚 郝菁菁 崔春艳 张宇宁
受保护的技术使用者：南瑞集团有限公司 中电普瑞电力工程有限公司
技术研发日：2021.03.03
技术公布日：2021/10/19