CN101162252B - 高压直流输电换流阀三注入试验方法 - Google Patents
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Abstract
高压直流输电换流阀三注入试验方法，属于电力电子及电力系统领域，试验的同步电压为大电流源输入电压，则高压直流输电换流阀三注入试验的工作时序由同步信号确定，在一个试验周期T内，以t0为起点；t1时触发辅助阀V1和V21，模拟dv/dt强度；t2时触发试品阀Vt和辅助阀V21，模拟开通时的di/dt强度；t3时，6脉冲桥触发角为α时触发V4阀；t4时，触发辅助阀V1；t5时，触发V21阀，同时给试品阀补脉冲使其导通，模拟关断时的di/dt强度；t6时触发V22阀；t7时，再次触发V1、V21阀；t8时再次触发试品阀Vt和辅助阀V21；t9时刻触发辅助阀V22，使试品阀承受反压。同步信号有通用性，方法简单易行，满足高压直流输电换流阀最大暂态运行负载试验的要求。
Description
技术领域
本发明属于电力电子及电力系统领域，特别涉及到一种高压直流输电换流阀三注入试验方法。
背景技术
随着高压直流输电技术在电力系统中应用的逐步推广，其核心部件——高压直流输电换流阀的可靠性成为系统安全的关键。而运行试验，这项对阀的性能预先进行严格科学检验的一个过程，是关系到高压直流输电换流阀设计和制造水平，提高其可靠性的重要手段。目前国际上普遍采用合成试验方法来进行高压直流输电换流阀的运行试验。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，从而大大降低了每一套试验电源容量，节省了资源。本发明主要是基于这种合成试验方法而提出的技术方案，主要阐述合成全工况试验装置用于高压直流输电换流阀三注入试验的试验方法，通过一系列辅助阀的触发配合，使被试阀耐受同实际运行工况相当的电压、电流与热强度。从而实现对高压直流输电换流阀正常运行工况的试验与考核，而且本试验方法的实现较为方便、简单，对于试验装置的安全性十分有利。
目前国内外尚未见到类似的有关高压直流输电换流阀三注入试验方法方面的公开报道。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，为提高高压直流输电换流阀工作的稳定性与可靠性，增强电网安全，因此需对其进行必要和充分的试验考核，但目前又缺乏一种对所述试验方法的规范标准。为了克服这一缺陷，就需要建立一种对正常运行工况进行可靠性考查的试验方法。本发明的目的是提供一种高压直流输电换流阀三注入试验方法，依靠这一方法所提供的试验工作时序以及各辅助阀触发脉冲状态，从而检验换流阀的应力承受能力。实现本发明的目的，是采用下述技术试验方案来完成的，一种高压直流输电换流阀三注入试验方法，将高压直流电压源Vdc的阳极连接辅助阀V1的阳极，V1的阴极串联连接保护电抗器L2后与谐振电抗器L1及电容C的一端相连，C的另一端连接直流电压源阴极，谐振电抗器L1的另一端串接辅助阀V21、V22后与试品阀Vt的阳极相连，Vt的阴极连接直流电压源的阴极；试验的同步电压为大电流源输入电压，则高压直流输电换流阀三注入试验的工作时序由同步信号确定，其特征在于，在一个试验周期T内的步骤及各辅助阀触发脉冲状态如下：
a、假设以t0，即同步电压过零点为计时起点；
b、t1时刻，触发辅助阀V1和V21，触发V1的目的是将C上反压恢复成正向，同时利用直流电压源对其补充试验损失的能量，触发V21的目的是将C上的电压变化通过L1反映到试品阀上，模拟试品阀实际工况中要经受的dv/dt强度；
c、t2时刻触发试品阀Vt和辅助阀V21，C通过L1对试品阀注入一个电流脉冲，模拟试品阀开通时刻的di/dt强度，检验试品阀的电流扩散能力。脉冲宽度决定于C、L1以及回路电阻的参数配合；
d、t3时刻即6脉冲桥触发角为α时触发V4阀，让试品阀经受试验大电流强度，保证试品阀的试验温度，同时给试品阀补脉冲以保证其处于导通状态。在V4阀完全开通之前，电流脉冲过零，辅助阀V21完成过零关断，将高电压电路和大电流电路的隔离；
e、t4时刻，触发辅助阀V1，将C上反压恢复成正向，同时利用直流电压源对其补充试验损失的能量；
f、t5时刻触发V21阀，同时给试品阀补脉冲以保证其处于导通状态，电容C第二次通过L1对试品阀放电注入电流脉冲，模拟试品阀关断时刻的di/dt强度。该注入脉冲宽度内V4阀完成过零关断，实现高电压电路和大电流电路的隔离；
g、t6时刻触发V22阀，将C上振荡后的反向高压加于试品阀上，使试品阀耐受同实际工况相同的电压波形；
h、t7时刻再次触发V1、V21阀，将C上反压恢复成正向，为下一次电流注入做准备，同时将C上的电压变化通过L1反映到试品阀上；
i、t8时刻再次触发试品阀Vt和辅助阀V21，电容C第三次通过L1对试品阀注入电流脉冲，同时带来2个电压跳变，引起附属电气结构额外的功率损耗，这是同实际运行工况相同的，主要目的即是考验阀附属结构的功率损耗在允许范围内；
j、t9时刻触发辅助阀V22，将C上反向高压加于试品阀上，使阀耐受同实际情况相同的电压波形。
本发明的有益效果为，所采用的同步信号具有通用性；所设计的三注入试验方法简单易实现，结果明确，对试验装置的保护策略有利；该方法满足高压直流输电换流阀最大暂态运行负载试验的要求，如温度、电流强度、附属电路损耗强度、正反向电压强度、di/dt强度、dv/dt强度等。
附图说明
图1为高压直流输电换流阀三注入试验原理电路图。
图2为高压直流输电换流阀三注入试验方法流程图。
图3为高压直流输电换流阀三注入试验方法触发时序图。
图4为高压直流输电换流阀三注入试验波形。
具体实施方式
参照图1，表示高压直流输电换流阀三注入试验原理电路图。图中，直流电流源Idc由6脉冲桥组成，V1、V4、V21、V22分别代表辅助阀，Vt代表试品阀，C代表谐振电容器组，L1为谐振电抗器，L2为保护电抗器，LH为大电流电抗器，Vdc代表直流电压源。具体的连接方式为：高电压电路的直流电压源Vdc的阳极输出连接电压源辅助阀V1的阳极，V1的阴极串联连接保护电抗器L2后与谐振电抗器L1和谐振电容器C的一端相连，谐振电容器C的另一端连接直流电压源的阴极，谐振电抗器的另一端串接反并联的谐振辅助阀V21、V22后与试品阀Vt的阳极相连，试品阀Vt的阴极连接直流电压源的阴极。大电流电路的直流电流源Idc的输出串联大电流电抗器LH、大电流辅助阀V4后与试品阀Vt的阳极相连，试品阀Vt的阴极与直流电流源Idc的阴极相连。参照图2，表示该高压直流输电换流阀三注入试验的操作步骤流程图，每一步骤是以一个周期内的不同时刻的不同时段为分割的。参照图3，表示该换流阀三注入试验方法的触发时序图，也是表示一个周期T内各辅助阀和试品阀触发时序的状态。参照图4，表示高压直流输电换流阀三注入试验波形图，分别表示出试品阀上的电流、电压波形图。表1表示高压直流输电换流阀三注入试验各阀触发脉冲范围。
表1
Claims (1)
1.一种高压直流输电换流阀三注入试验方法，将高压直流电压源Vdc的阳极连接辅助阀V1的阳极，V1的阴极串联连接保护电抗器L2后与谐振电抗器L1及电容C的一端相连，C的另一端连接直流电压源阴极，谐振电抗器L1的另一端串接反并联的辅助阀V21、V22后与试品阀Vt的阳极相连，Vt的阴极连接直流电压源的阴极，大电流电路的直流电流源Idc的输出串联大电流电抗器LH、大电流辅助阀V4后与试品阀Vt的阳极相连，试品阀Vt的阴极与直流电流源Idc的阴极相连；试验的同步电压为大电流源输入电压，高压直流输电换流阀三注入试验的工作时序由同步信号确定，其特征在于，在一个试验周期T内的步骤及各辅助阀触发脉冲的触发顺序为：
a.假设以t0，为计时起点；
b.t1时刻，触发辅助阀V1和V21，模拟试品阀经受的dv/dt强度；
c.t2时刻，触发试品阀Vt和辅助阀V21，模拟试品阀开通时刻的di/dt强度；
d.t3时刻即6脉冲桥触发角为α时触发辅助阀V4；
e.t4时刻，触发辅助阀V1；
f.t5时刻，触发辅助阀V21，同时给试品阀补脉冲以保证其处于导通状态，模拟试品阀关断时刻的di/dt强度；
g.t6时刻，触发辅助阀V22；
h.t7时刻，再次触发辅助阀V1、V21；
i.t8时刻，再次触发试品阀Vt和辅助阀V21；
j.t9时刻，触发辅助阀V22，使试品阀承受反压；
三注入试验中，各阀触发脉冲范围为：
这就是各阀在各时刻触发的时间范围。
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