[发明专利]一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法

权利要求书

1.一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：

1）获得柔直换流阀的冗余子模块数，当冗余子模块数量大于等于1时，则进入下一步；若否，则结束；

2）预先在子模块电路中增加检测电路，并在子模块中控板中增加检测控制模块，检测电路与子模块的电阻串联，电阻、检测电路串联形成的支路与电容并联；检测电路包括电感及与电感并联的开关管T3，检测控制模块控制开关管T3的通断；

3）在柔直换流阀正常运行模式下，利用柔直换流阀中子模块冗余，对待检测子模块下达指令，进入切除模式，屏蔽该子模块电容欠压故障保护逻辑，子模块电容进入放电过程；此时，开始进行放电过程的放电时间常数测量；电容放电至较低设定电压时，关断电感并联的开关管T3，进行震荡周期测量；

4）根据放电时间常数及震荡周期求得电容容值，判断得到电容是否发生容值衰减失效；

5）测量完毕后，通过控制子模块进入投入过程，实现子模块切除后再投入；

6）对下个或多个模块下达切除指令，转入“检测模块”状态，开始对应模块的容值在线检测；

7）重复步骤3）-6），进行多次轮换，完成换流阀所有子模块容值检测，针对容值衰减较为严重的，根据判定标准下发指令，闭合旁路开关，旁路故障模块；

在步骤4）中，分别测量t1、t2、t3三个时刻电容电压U1、U2和U3，然后电容持续放电，降低电容电压，然后在t4时刻关断T3，进入震荡周期测量阶段，通过检测电容电压变化率为0的时刻，记录t5、t6、t7；然后导通开关管T3，使能电容欠压故障检测逻辑，控制“检测模块”进行投切，转变为“非检测模块”；

对于RC回路而言，其电容电压与时间关系可表示为：

其中R为已知，通过t1、t2、t3三个时刻电容电压U1、U2和U3，可计算得到C；

对于RLC震荡回路而言，电阻R会导致其震荡幅值越来越小，但不影响其震荡周期，其震荡周期为：

通过记录t5、t6、t7三个时刻，计算得到震荡周期T，而电感L已知，通过上式即可求出电容容值C；

测到多个电容容值后，通过K均值聚类算法，最终得出电容容值，然后上传至阀控，报告给运检人员。

2.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法，其特征在于：所述的开关管T3为三极管，三极管的集电极与电感一端电连接，三极管的发射极与电感的另一端电连接，三极管的基极与中控板电连接。

3.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法，其特征在于：所述的开关管T3为IGCT或IEGT。

4.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法，其特征在于：在步骤3）中，同时对柔直换流阀中每个桥臂1个或多个冗余模块切除，开展子模块电容容值测量，通过轮换完成所有桥臂模块电容容值测量。

5.根据权利要求2所述的一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法，其特征在于：在步骤3），进行检测时，先保持三极管导通状态，开展子模块放电时间常数测量，从而把电容电压降低至设定范围，然后再关断三极管，进入RLC震荡阶段，开始测量震荡周期。

6.根据权利要求5所述的一种柔直换流阀子模块直流电容故障在线检测方法，其特征在于：在步骤5）中，在完成电容容值测量后，导通三极管，旁路电感，然后通过控制子模块的开关器件开关，实现子模块进入正常投切。