一种HVDC直流侧直流电压检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种HVDC直流侧直流电压的检测电路，包括有：在HVDC直流侧的直流滤波器中由多只电容器单元串并联而成的高压电容器组，与高压电容器组低压端电容单元并联的二次分压模块；将分压信号转换为光信号的光电转换模块；所述光电转换模块还通过光纤与控制室通信连接，以发送检测到的直流电压。本实用新型专利技术充分利用了直流滤波器高压电容器单元内部有并联均压电阻的特点，以及电容具有隔离直流电流的功能，电感元件对直流电流形成短路通道的特点；直接利用直流滤波器测量HVDC直流侧的直流电压，而不需要安装直流分压器，并节省直流分压器的投资，节约直流场占地，进而避免现有专用RC直流分压器因运行中电场分布不均而导致频发的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气测量领域，具体涉及一种HVDC直流侧直流电压监测电路。
技术介绍
超(特)高压直流输电需要在换流阀的直流侧测量直流电压，并将该直流电压信号反馈到控制系统以控制HVDC的运行，如用以调节直流输电系统换流阀的触发角等。但是，现代特高压直流输电系统的直流电压测量装置使用的阻容式分压器(参看图1)是将高精度的无感电阻与均压电容并联，形成基本的分压单元，然后将多个分压单元串联，在分压器底部通过阻容分压环节提取分压信号。因为直流电流不通过均压电容，直流电压UDC的检测实际是通过高精度的无感电阻进行分压。并联电容的作用在于对高频电压分量进行均压。HVDC高压直流分压器可能因为设计、制造工艺、以及运行环境问题导致内部故障，比如分压电阻烧毁、均压电容击穿等，其后果是直流电压测量严重偏离真实值，并导致直流系统无法运行。此类事件常有发生。为此，需要提供一种全新的HVDC直流电压测量方式，解决传统直流分压器故障频发的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有阻容式直流分压器故障率高的问题。本技术提供一种HVDC直流侧直流电压检测电路，利用HVDC普遍安装的直流滤波器，通过HVDC直流滤波器中高压电容器组上的电容单元进行分压，提取HVDC直流侧的电压信号。为达到上述技术的目的，本技术通过以下技术方案实现：一种HVDC直流侧直流电压检测电路，利用HVDC直流滤波器中由电容器单元串并联而成的高压电容器组，包括有：与高压电容器组低压侧一电容单元并联的二次分压模块；将二次分压模块分压后的电压信号转换为光信号的光电转换模块；将所述光电转换模块输出的光信号传递至控制室的光缆。所述二次分压模块包括至少两个相串联的分压单元，所述分压单元为一组电阻电容并联电路，二次分压模块的两端与直流滤波器高压电容器组低压侧一单元并联，二次分压模块的分压信号作为检测信号。所述直流滤波器高压电容器组采用内熔丝型单元。其内部并联均压电阻采用高精度的无感电阻；电容元件为高耐压电容，其应能耐受较高的电压而不至于击穿。所述二次分压模块的总阻值比高压电容器组中单只电容单元的电阻值大至少两个数量级，所述二次分压模块的总电容值比高压电容器组中单只电容单元的电容值小至少两个数量级。所述二次分压模块的电阻为高精度无感电阻、电容为高精度电容。该二次分压模块的时间常数与直流滤波器高压电容器组的时间常数相同或相差在±5％以内。所述二次分压模块与光电转换模块之间可设置滤除直流信号中交流成分的滤波器。进一步，所述光电转换模块通过至少两路光纤线路与控制室连接，其中一路光纤线路传输滤波后的直流电压信号，另一路光纤传输未滤波的直流电压信号。本技术的一种HVDC直流侧直流电压检测电路，充分利用了直流滤波器高压电容器单元内部有并联均压电阻的特点。由于直接利用直流滤波器测量HVDC直流侧的直流电压，因此可以不再需要安装直流分压器，由此节省直流分压器的投资，并且可以节约直流场的占地。由此方式消除现有直流分压器因为运行中电场分布不均匀而导致故障率高的问题。附图说明图1为现有直流电压测量装置使用的阻容式分压器的电路原理图。图2a为双调谐的直流滤波器的电路原理图。图2b为三调谐的直流滤波器的电路原理图。图3为用于构造直流滤波器高压电容器组的内熔丝型电容器单元及其内部电路结构。图4是直流滤波器高压电容器组的组合接线方式。图5为本技术的HVDC直流侧直流电压检测电路与直流滤波器高压电容器组的接线示意图。图6是本技术的HVDC直流侧直流电压检测电路的电路原理图。图7是本技术另一实施例的带有滤波环节的直流电压检测原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。图2a和图2b分别为HVDC直流侧安装的双调谐直流滤波器和三调谐直流滤波器电路，其中的高压电容器组C1、第二电容C2、第三电容C3由多只电容器单元通过串并联而成。构成高压电容器组C1、第二电容C2、第三电容C3的电容器单元常用内熔丝的电容器单元、亦有无熔丝的电容器单元。其中内熔丝型的电容器单元的内部结构见图3。内熔丝型电容器单元首先是有p只电容元件并联组成一个电容模块，其中每个元件串联一个熔丝，在元件击穿发生短路时，其他完好元件通过故障元件的熔丝放电，使熔丝熔断并隔离故障元件。同时每一个电容模块并联有均压电阻；之后由s个模块串联之后封装成为电容器单元。第一至第三电感线圈L1、L2、L3除了电感之外，绕组还有内电阻，但是该内电阻值一般为数个欧姆值，与电容器单元的内部均压电阻相比，至少小三个数量级。因为图2a和图2b滤波器的电感线圈对直流分量相当于短路，不论是双调谐直流滤波器或是三调谐直流滤波器，对于直流分量而言，其中的第一电感至第三电感L1～L3相当于仅仅其电感线圈的电阻在起作用。由于第一电感至第三电感L1～L3的内电阻相对于第二电容器C2和第三电容器C3的均压电阻而言非常小，因此，高压直流母线上全部电压的直流分量几乎完全施加在高压电容器组C1上。在电容器组C1上的直流电压分量通过各电容器单元内部的均压电阻相对均匀地平均分配在各电容器单元上。图4为高压电容器组C1的一种接线方式，由两组电容串联支路并联而成，每个电容器支路由若干同样数量的电容器单元串联。图5为本技术的HVDC直流侧直流电压检测电路的应用示意图和电路原理图。具体做法是将本技术的直流电压检测电路并联接入直流滤波器高压直流电容器组某一支路的低压侧电容器单元。图6的直流电压检测电路是由二次分压模块和直流电压信号光电转换电路组成。以双调谐滤波器为例，因为HVDC直流侧直流电压几乎完全施加在高压电容器组C1，通过检测高压电容器组C1上某电容单元的电压信号即可获得HVDC直流侧直流电压，但是高压电容器组C1内的电容器单元上的电压降高达数千伏特，该电压信号要经过进一步降低后方可适合于光电转换器输入的低压信号，低压信号经转换成光信号后通过光纤传递到控制室。本技术的一种HVDC直流侧直流电压检测电路，包括有：在HVDC直流侧的直流滤波器中由多只电容器单元串并联而成的高压电容器组C1，两电压检测端接于高压电容器组C1内低压侧电容单元两端的二次分压模块11；接收二次分压模块的二次分压信号并转换为光信号的光电转换模块12；所述光电转换模块12还通过光纤与控制室通信连接，以发送检测到的直流电压信号。作为一个具体实施例,参看图6，所述二次分压模块11包括至少两个相串联的分压单元112，所述分压单元112为一组电阻电容并联电路，各分压单元112相互串联，二次分压模块11的两端与高压电容器组C1中的低压侧电容单元并联。高压电容器组C1的一个电容单元上的电压通过二次分压后，二次分压模块低压侧阻容并联单元上的电压可以降低到所需的水平。为防止二次分压模块11给高压电容器组C1的一次电路参数带来比较大的影响，要求所述二次分压模块11的总电阻值比高压电容器组C1中一电容单元的电阻值大至少两个数量级，所述二次分压模块11的总电容值比高压电容器组C1中单个电容单元的电容值小至少两个数量级。所述二次分压模块11的时间常数与高压电容器组C1时间常数相同或相差在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HVDC直流侧直流电压检测电路，其特征在于，包括有：在HVDC直流侧的直流滤波器及其中由多只电容器单元串并联而成的高压电容器组，与高压电容器组低压端的一电容单元并联的二次分压模块；将二次分压模块的分压信号转换为光信号的光电转换模块；传送光信号的光纤。

【技术特征摘要】
1.一种HVDC直流侧直流电压检测电路，其特征在于，包括有：在HVDC直流侧的直流滤波器及其中由多只电容器单元串并联而成的高压电容器组，与高压电容器组低压端的一电容单元并联的二次分压模块；将二次分压模块的分压信号转换为光信号的光电转换模块；传送光信号的光纤。2.根据权利要求1所述的HVDC直流侧直流电压检测电路，其特征在于，所述二次分压模块包括至少两个相串联的分压单元，所述分压单元为一组电阻电容并联电路，二次分压模块的两端与直流滤波器高压电容器组低压侧一单元并联，二次分压模块的分压信号作为检测信号。3.根据权利要求2所述的HVDC直流侧直流电压检测电路，其特征在于，所述二次分压模块的总阻值比高压电容器组中单只电容单元的电阻值大至少两个数量级，所述二次分压模块的总电容值比高压电容器组中单只电容单元的电容值小至少两个数量级。4.根据权利要求3所述的HVD...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖遥，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：新型
国别省市：广东;44