CN101452045A - 一种高压直流输电换流阀运行试验的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压直流输电换流阀的电气试验领域，特别涉及一种高压直流输电换流阀运行试验的合成方法。它的步骤如下：先启动电压源工作，试品换流阀和电流源的辅助阀上的各个高电位板进行取能，然后投入电流源工作，进行运行试验的合成；最好是电压源运行3～5个工频周期之后，投入电流源工作。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电换流阀的电气试验领域，特别涉及一种高压直流输电换流阀运行试验的合成方法。
背景技术
随着电力系统高压直流输电工程的发展，大功率晶闸管器件串联的换流阀是直流输电工程换流站的核心，其造价一般占到工程总投资的25％左右，其质量直接影响输变电系统的可靠性。
换流阀运行试验是用于考核换流阀在恶劣工况下运行性能的，其基本装备相当于一个换流站，其技术要求特殊，技术实现复杂。在容量较小的情况下，可以通过背靠背方式对换流阀直接进行运行试验；而随着单个晶闸管容量的增大，换流阀的额定参数也在不断提高，使用直接试验方式不管从技术上还是经济上都是不现实的。在这种情况下，试验的合成方法应运而生。试验的合成方法之所以能应用到换流阀运行试验回路，主要是因为换流阀受电流和电压的作用时间不同。在导通期间，换流阀承载电流负荷，在关断期间，它承受电压负荷。在不同的时间间隔，可以由独立的电流源和电压源对换流阀施加不同的负荷，从而降低对试验设备容量的要求。试验的合成方法关键在于不影响换流阀性能考核等价性的情况下，节省了试验设备的容量。一般情况下，使用电流源先起动，然后起动电压源的方式进行合成，这种合成方法要求的电流源容量较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压直流输电晶闸管阀运行试验的合成方法，它能够保持电压源容量不变的情况下，既能够满足试验要求，又能够大幅降低电流源的容量，从而降低试验设备费用。
为了达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种高压直流输电换流阀运行试验的合成方法，其特征在于，先启动电压源工作，试品换流阀和电流源的辅助阀上的各个高电位板进行取能，投入电流源工作，进行运行试验的合成。
上述技术方案的进一步特点在于：电压源运行3～5个工频周期之后，投入电流源工作。
本发明的合成方法，先启动电压源工作，运行几个工频周期之后，试品换流阀和电流源的辅助阀上的各个高电位板能够进行充分取能，然后投入电流源工作，较低输出电压的电流源能够正常工作，进行运行试验的合成。由于采用较低输出电压的电流源，其输出电压约为传统电流源输出电压的四分之一到三分之一，因此，相同条件下，本发明使用的电流源的容量仅为传统电流源的四分之一到三分之一，试验设备费用大幅降低。
附图说明
图1为具有电流源电路结构的换流阀运行试验电气结构图，图中：T1：第一变压器；T2：第二变压器；B1：第一整流桥；B2：第二整流桥；L：电流源主回路电感；R：电流源主回路电阻；Va1：隔离阀；Vt：试品换流阀。
图2为具有电压源电路结构的换流阀运行试验电气结构图，图中：CL：充电电容器；Cs：振荡电容器；L1：换相电感；L2：反向充电电抗器；L3：充电电抗器；Va2：第二辅助阀；Va3：第三辅助阀；Va4：第四辅助阀；Va5：第五辅助阀；Vt：试品换流阀。
图3为换流阀运行试验的脉冲时序图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
参照图1，高压直流输电换流阀运行试验中，电流源采用零功率运行的12脉波整流桥，传统电流源的每一个桥臂电压为4000V左右，原因在于：试品桥臂串接有隔离阀Va1(由10个晶闸管串接而成)和试品换流阀(由6个晶闸管串接而成)，而每个晶闸管对应一个高电位板进行取能，取能电压大约200-250V，只有当每个晶闸管对应的高电位板储能后，在触发脉冲和正向电压下作用下才能导通。本发明采用的电流源的每一个桥臂的电压约为1000V，因此该电流源不能直接投入换流阀运行试验中，但是在满足试验所需同等电流的条件下，该电流源的容量小，设备造价低。
参照图2，高压直流输电换流阀运行试验中，电压源包括：6P整流桥，6P整流桥正极、负极输出端之间依次串接有充电电抗器L3、充电电容器CL；充电电容器CL的正极、负极端依次第二辅助阀Va2、反向充电电抗器L2、第三辅助阀Va3、换相电感L1，串接试品换流阀Vt后，构成试品换流阀Vt的通流回路；第三辅助阀Va3两端反向并接有第四辅助阀Va4，反向充电电抗器L2与第三辅助阀Va3的公共节点和充电电容器CL的负极之间串接有振荡电容器Cs，第二辅助阀Va2与反向充电电抗器L2的公共节点连接有第五辅助阀Va5的正极，第五辅助阀Va5的负极与充电电容器CL的负极(即电压源地)连接。
参照图3，说明电压源协助电流源的工作过程。电压源协助电流源工作，主要表现在试品桥臂上的隔离阀Va1和试品换流阀Vt中的高电位板如何进行取能。上述高电位板取能可以分为两个阶段，一个是启动阶段，一个是运行阶段。
启动阶段：启动电压源，在第一个周期内解锁电压源的第二辅助阀Va2和第三辅助阀Va3的触发脉冲，电压源的电压经过振荡，在试品换流阀Vt两端出现了正向电压，幅值大约为4000V，这个能量能够满足试品换流阀Vt的高电位板取能，随后经过几个(本实施例为4个)工频周期，将进入运行阶段。本实施例中，电压源比电流源提前5个工频周期启动，一方面给试品换流阀Vt的高电位板取能，另一方面，后4个工频周期也给隔离阀Va1的高电位板取能。隔离阀Va1的高电位板取能原理如下：对电压源来说隔离阀Va1和试品换流阀Vt是两个反并联关系，在后4个工频周期中，当试品换流阀Vt电压为正向时，隔离阀Va1电压是反向，当试品换流阀Vt电压为反向时，隔离阀Va1电压是正向，此时隔离阀Va1的高电位板取得能量。一般情况下，电压源运行3～5个工频周期之后，投入电流源比较稳定；当然，电压源与电流源的启动间隔时间越长，投入电流源越稳定。
运行阶段：解锁电流源触发脉冲，启动电流源，试品桥臂上的隔离阀Va1和试品换流阀Vt均可正常开通，电流源可正常启动。电流源成功启动之后，在运行试验状态下，电流源试品桥臂上的高电位板每个工频周期仍然需要取能，电压源一直保持运行，试品桥臂上的高电位板取能则利用了电压源每个工频周期的电压反转过程(dv/dt)取得能量。因为此时主要是补充能量，在运行状态下，电压源输出电压最低大约2000V就可以保持整个试验的连续运行。
Claims (2)
1、一种高压直流输电换流阀运行试验的合成方法，其特征在于，先启动电压源工作，试品换流阀和电流源的辅助阀上的各个高电位板进行取能，然后投入电流源工作，进行运行试验的合成。
2、根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀运行试验的合成方法，其特征在于，所述电压源运行3～5个工频周期之后，投入电流源工作。
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