CN100449319C - 一种合成全工况试验装置主电路 - Google Patents
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Abstract
一种合成全工况试验装置主电路，包括充电电路、电压模式回路、电流模式回路和直流大电源、交流大电源，以及隔离开关；通过隔离开关切换，实现第一种合成试验电路，称为双向高压串联晶闸管阀单注入合成试验电路；实现的第二种试验电路称为双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验电路；实现的第三种试验电路称为单向高压串联晶闸管阀合成试验电路。本发明的试验电路可进行电压模式、电流模式、电压电流合成模式三种试验，使得试验回路具有较高灵活性，试验的安全性得到了较大提高。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统和电力电子系统当中对晶闸管阀进行试验的电路装置，特别是涉及一种合成全工况试验装置主电路的设计。
背景技术
随着电力电子技术在电力系统中应用的逐步推广，基于晶闸管串联均压技术的高压阀成为各种大功率电力电子装置的核心部件。例如静止无功补充装置(SVC)、晶闸管串联补偿装置(TCSC)和高压直流输电技术(HVDC)等。而晶闸管阀的运行试验是关系到提高各种高压串联晶闸管阀设计和制造水平，提高其可靠性的重要试验手段。目前国际上普遍采用合成试验方法来进行晶闸管阀的运行试验。其基本思想是采用两套电源系统分别为晶闸管阀提供大电流和高电压强度，从而大大降低了电源容量。
由于高压串联晶闸管阀类型和试验场合的不同，其对于用来运行进行运行试验的合成全工况试验装置的技术要求也存在较大的差异，国际上现有的一些合成全工况试验装置仅仅可以对其中的一种高压串联晶闸管阀进行运行试验，如ABB瑞士建立的合成全工况试验装置仅仅可以对TCR阀进行运行试验，ABB瑞典建设的合成全工况试验装置仅仅可以对HVDC阀进行运行试验，等等，因此造成了投资的浪费。
虽然国外已经有合成全工况试验装置，但均不具有很大的灵活性和通用型。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种合成全工况试验装置主电路设计方案，充分考虑各种类型和使用场合的高压串联晶闸管阀的强度及其运行试验的技术要求，通过合理的灵活性设计，最终实现可以进行各种类型的高压串联晶闸管阀的运行试验，同时试验回路还可以将电压与电流的合成试验分开单独进行试验，即单独进行电压模式试验和电流模式试验，而试验的电压、电流、电压变化率、电流变化率等参数均可以独立连续调节，满足各种高压串联晶闸管阀对于电气量参数和波形等各方面的要求，同时由于电压电流模式试验的灵活分开与合成，可实现试验的最大限度的安全性和灵活性。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种合成全工况试验装置主电路，包括充电电路、电压模式回路、电流模式回路和直流大电源、交流大电源，以及隔离开关；
所述电压模式回路包括充电电路，第一电容器的一端通过第一辅助阀、第三电抗器、第二辅助阀V2和试品阀VT相连，第一电容器的另一端接地，充电电路并联在第一电容器两端，第二电抗器一端与第三电抗器相连，另一端与第一接点相连，第三辅助阀的一端与第二接点相连，另一端接地，第二电容器的一端与第三接点相连，另一端接地，第一电抗器连接在第四接点与第三接点之间；
所述电流模式回路部分，通过第二隔离开关的切换可选择直流大电流源或者交流大电流源通过第四辅助阀给试品阀提供试验大电流。
所述隔离开关包括第一隔离开关、第二隔离开关，第一隔离开关包括第一掷刀、第二掷刀、第一接点、第二接点、第三接点和第四接点，第二隔离开关包括第三掷刀、第五接点和第六接点。
通过所述第一隔离开关和第二隔离开关的切换，可以实现三种合成试验电路：
当第一隔离开关的第一掷刀与第二接点连接、第二掷刀与第四接点连接，且第二隔离开关的第三掷刀与第六接点连接时，实现第一种合成试验电路，称为双向高压串联晶闸管阀单注入合成试验电路；
当第一隔离开关的第一掷刀与第一接点连接、第二掷刀与第三接点连接，且第二隔离开关的第三掷刀与第六接点连接时，实现的第二种试验电路称为双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验电路；
当第一隔离开关的第一掷刀与第一接点连接、第二掷刀与第三接点连接，且第二隔离开关的第三掷刀与第五接点连接时，实现的第三种试验电路称为单向高压串联晶闸管阀合成试验电路。
由于采用了上述的技术方案，本发明所具有的有益效果是：本发明的通用灵活合成全工况试验装置主电路方案是在考虑通用性、可扩展性、灵活性等诸多要求后得出的，最大限度的满足了各种高压串联晶闸管阀对于合成全工况试验装置的各种要求。而且该通用灵活合成全工况试验电路可进行电压模式、电流模式、电压电流合成模式三种试验，可实现双向晶闸管阀合成全工况试验电路与单向晶闸管阀合成全工况试验电路的切换；使得试验回路具有较高灵活性，试验的安全性得到了较大提高。即：试验方式灵活；通用性高；试验参数灵活可调；试验装置造价相对较低。
本发明的合成全工况试验装置通过控制系统的调节功能实现电压及其变化率、电流及其变化率的调整，从而满足各种高压串联晶闸管阀的运行试验要求。
附图说明
图1是本发明的合成全工况试验装置主电路原理图；
图2是本发明的双向高压串联晶闸管阀单注入合成试验主电路图；
图3是本发明的双向高压串联晶闸管阀单注入合成试验试品阀电压电流波形图；
图4是本发明的双向高压串联晶闸管阀电压试验试品阀电压电流波形图；
图5是本发明的双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验主电路图；
图6是本发明的双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验试品阀电压电流波形；
图7是本发明的单向高压串联晶闸管阀合成试验主电路图；
图8是本发明的单向高压串联晶闸管阀合成试验试品阀电压电流波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
通过第一隔离开关S1、第二隔离开关S2的切换可实现三种试验电路。
参见图1，当第一隔离开关S1的第一掷刀a与与第二接点v3相连、第二掷刀b与第四接点v相连时，实现的第一种合成试验电路称为双向高压串联晶闸管阀单注入合成试验电路，电路原理如图2所示，
电压模式回路部分：
变压器T3通过第一6脉冲整流桥B1和与之串联的第四电抗器L4给第一电容器C0充电，第一电容器C0通过第一辅助阀V1、第三电抗器L3、第二辅助阀V2和试品阀VT相连，第一电抗器L1和第二电容器C串联后并联在第二辅助阀V2和试品阀VT的两端。
电流模式回路部分：
第二大电流变压器T4通过2个并联的第一负载电抗器LH1、第二负载电抗器LH2，以及第四辅助阀V4给试品阀VT提供试验大电流，在第四辅助阀V4与负载电抗器连接的一端通过阀Vp接地。
第一种合成试验电路电压电流合成试验模式时试品阀的电压电流波形如图3所示，第一种合成试验电路电压试验模式时试品阀电压电流波形如图4所示；
参见图1，当第一隔离开关S1的第一掷刀a与第一接点l2相连、第二掷刀b与第三接点c相连，第二隔离开关S2将交流大电流源接入试验电路时，实现的第二种合成试验电路称为双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验电路，电路原理如图5所示，
电压模式回路部分：
变压器T3通过第一6脉冲整流桥B1和与之串联的第四电抗器L4给第一电容器C0充电，第一电容器C0通过第一辅助阀V1、第三电抗器L3、第二电抗器L2、第一电抗器L1、第二辅助阀V2和试品阀VT相连，第二电抗器L2和第一电抗器L1的连接点与地之间连接有第二电容器C，第三电抗器L3和第二电抗器L2的连接点与地之间连接有第三辅助阀V3。
电流模式回路部分：
第二大电流变压器T4通过2个并联的第一负载电抗器LH1、第二负载电抗器LH2，以及第四辅助阀V4给试品阀VT提供试验大电流，在第四辅助阀V4与负载电抗器连接的一端通过阀Vp接地。
第二种合成试验电路电压电流合成试验模式下的试品阀电压电流波形如图6所示；
参见图1，当第一隔离开关S1的第一掷刀a与第一接点l2相连、第二掷刀b与第三接点c相连，第二隔离开关S2将直流大电流源接入试验电路时，实现的第三种合成试验电路称为单向高压串联晶闸管阀合成试验电路，电路原理如图7所示，
电压模式回路部分：
变压器T3通过第一6脉冲整流桥B1和与之串联的第四电抗器L4给第一电容器C0充电，第一电容器C0通过辅助阀V1、第三电抗器L3、第二电抗器L2、第一电抗器L1、第二辅助阀V2和试品阀VT相连，第二电抗器L2和第一电抗器L1的连接的一端通过振电容器C接地。
电流模式回路部分：
第一大电流变压器T2通过第二6脉冲桥B2给第三负载电抗器L供电，第二6脉冲桥B2的一条桥臂通过第四辅助阀V4连接到试品阀VT。
第三种合成试验电路电压电流合成试验模式下的试品阀电压电流波形如图8所示。
本发明的合成全工况试验电路可进行电压模式、电流模式、电压电流合成模式三种试验，使得试验回路具有较高灵活性，试验的安全性得到了较大提高。
Claims (1)
1、一种合成全工况试验装置主电路，其特征是：包括充电电路、电压模式回路、电流模式回路和直流大电源、交流大电源，以及隔离开关；
所述电压模式回路包括充电电路，第一电容器(C0)的一端通过第一辅助阀(V1)、第三电抗器(L3)、第二辅助阀(V2)和试品阀(VT)相连，第一电容器(C0)的另一端接地，充电电路并联在第一电容器(C0)两端，第二电抗器(L2)一端与第三电抗器(L3)相连，另一端与第一接点(l2)相连，第三辅助阀(V3)的一端与第二接点(v3)相连，另一端接地，第二电容器(C)的一端与第三接点(c)相连，另一端接地，第一电抗器(L1)连接在第四接点(v)与第三接点(c)之间；
所述电流模式回路部分，通过第二隔离开关(S2)的切换来选择直流大电流源或者交流大电流源通过第四辅助阀(V4)给试品阀(VT)提供试验大电流；
所述隔离开关包括第一隔离开关(S1)、第二隔离开关(S2)，第一隔离开关(S1)包括第一掷刀(a)、第二掷刀(b)、第一接点(l2)、第二接点(v3)、第三接点(c)和第四接点(v)，第二隔离开关(S2)包括第三掷刀(d)、第五接点(e)和第六接点(f)；
当第一隔离开关(S1)的第一掷刀(a)与第二接点(v3)连接、第二掷刀(b)与第四接点(v)连接，且第二隔离开关(S2)的第三掷刀(d)与第六接点(f)连接时，实现第一种合成试验电路，称为双向高压串联晶闸管阀单注入合成试验电路；当第一隔离开关(S1)的第一掷刀(a)与第一接点(l2)连接、第二掷刀(b)与第三接点(c)连接，且第二隔离开关(S2)的第三掷刀(d)与第六接点(f)连接时，实现的第二种试验电路称为双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验电路；当第一隔离开关(S1)的第一掷刀(a)与第一接点(l2)连接、第二掷刀(b)与第三接点(c)连接，且第二隔离开关(S2)的第三掷刀(d)与第五接点(e)连接时，实现的第三种试验电路称为单向高压串联晶闸管阀合成试验电路。
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