CN101944762B - 一种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源，该电压源的有载调压变压器的输出端与六脉波整流桥的输入端连接，所六脉波整流桥的输出端与充电电容器组和充电电抗器连接形成回路；充电电容器组还与所述第一辅助阀、反向充电电抗器、振荡用电容组依次连接形成回路；第四辅助阀的一端连接于第一辅助阀和反向充电电抗器之间，另一端连接于振荡用电容组和充电电容器组之间；振荡用电容组还与第二辅助阀、换相电感和待测试品阀依次连接构成回路；第二辅助阀还与第三辅助阀连接构成回路。本发明能够解决高压直流输电用晶闸管换流阀的合成试验回路中对高压电容器可控恒压快速连续充电问题，能够保证电压源的稳定运行。

Description

一种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源

技术领域

本发明属于电气试验设备技术领域，涉及一种试验用电压源，尤其是一种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源。

背景技术

随着电力系统发展的需要，我国的高压直流输电工程发展很快，直流输电工程换流站的核心就是由大功率晶闸管器件串联的换流阀，该设备的质量直接影响输变电系统的可靠性，其造价一般占到工程总投资的25％左右。随着数条高压直流输电工程的建设，我国相继引进了直流输电系统成套设计技术、晶闸管元件设计制造技术、换流阀设计制造技术和控制保护技术等，但由于技术壁垒，换流阀电气试验技术的引进受到了阻碍，致使国内换流阀的电气试验条件，特别是其中运行试验条件的建立相对滞后，工程阀仍需依赖国外公司进行型式试验，这在一定程度上制约了换流阀的研发，不利于核心技术的掌握。换流阀设备需要实现国产化，具备试验手段是自主研发的重要保证。

换流阀运行试验一般采用合成试验回路，其电压源要求能够每个周期为试品阀提供稳定的高电压。国外公司一般使用升压变压器将电压升高，然后通过硅堆整流，为电容器组充电，通过辅助阀组的控制来给试品阀提供电压。由于电压源充电回路是开环控制，辅助阀组和试品阀的阻性元件都会消耗能量，造成试品阀上每个周期实际获得的电压不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源，该电压源能够解决高压直流输电用晶闸管换流阀的合成试验回路中对高压电容器可控恒压快速连续充电问题，能够保证电压源的稳定运行。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源，包括有载调压变压器、六脉波整流桥、振荡用电容组、充电电容器组、换相电感、反向充电电抗器、充电电抗器以及第一至四辅助阀，所述有载调压变压器的输出端与六脉波整流桥的输入端连接，所述六脉波整流桥的输出端与充电电容器组和充电电抗器连接形成回路；所述充电电容器组还与所述第一辅助阀、反向充电电抗器、振荡用电容组依次连接形成回路；所述第四辅助阀的一端连接于第一辅助阀和反向充电电抗器之间，另一端连接于振荡用电容组和充电电容器组之间；所述振荡用电容组还与第二辅助阀、换相电感和待测试品阀依次连接构成回路；所述第二辅助阀还与第三辅助阀连接构成回路。

进一步的，在待测试品阀、充电电容器组均并联有通频带高电压传感器。

上述通频带高电压传感器均与六脉波整流桥之间设置有负反馈控制回路。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用可控六脉波整流桥对电容器进行快速充电，并在充电回路中接入了电抗器，限制充电电流和充电时间，在负载阻抗特性变化不定时，保证充电的稳定性；在待测试品阀、充电电容器两处并联有通频带高电压传感器，能够快速响应试品阀上和充电电容器上的各种电压信号的变化，通过双数字式负反馈实现试品每个周期所需电压的快速补偿；电压源差压保护对试品阀和充电电容器上的电压信号进行整定、比较、处理，进一步保证回路的稳定运行。另外，本发明还具有在较低电压下独立启动的功能，满足了从高电压到低电压的各种试验方式的要求。

附图说明

图1为本发明的电路结构图，分为电源和负载两大部分。

其中：B为6脉波整流桥；T为有有载调压变压器；C_L为充电电容器组；Cs为振荡用电容器组；L1为代表运行中的换相电感；L2为反向充电电抗器；L3为充电电抗器；Va2～Va5均为辅助阀；Vt为待测试品阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明的换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源，包括有载调压变压器T、六脉波整流桥B、振荡用电容组Cs、充电电容器组C_L、换相电感L1、反向充电电抗器L2、充电电抗器L3以及第一至四辅助阀Va2～Va5。所述的第一至四辅助阀Va2～Va5均是单向阀(如单向可控硅的晶闸管)，其中有载调压变压器T的输入端连接到电源上，有载调压变压器T的输出端与六脉波整流桥B的输入端连接，六脉波整流桥B的输出端与充电电容器组C_L和充电电抗器L3连接形成回路。另外充电电容器组C_L还与第一辅助阀Va2、反向充电电抗器L2、振荡用电容组Cs依次连接形成另外一回路，且第四辅助阀连接于该回路中，具体连接为，第四辅助阀Va5的输出端连接于第一辅助阀Va2和反向充电电抗器L2之间，第四辅助阀Va5的输入端连接于振荡用电容组Cs和充电电容器组C_L之间。振荡用电容组Cs还与第二辅助阀Va3、换相电感L1和待测试品阀Vt依次连接构成回路；并且第二辅助阀Va3还与第三辅助阀Va4连接构成回路，即第二辅助阀Va3和第三辅助阀Va4采用并联的方式形成可以双向导通的辅助阀组。另外本发明在待测试品阀、充电电容器处并联有通频带高电压传感器，在通频带高电压传感器与六脉波整流桥B之间设置有双数字式负反馈控制回路，通过负反馈能够准确控制高压侧可控的六脉波整流桥B的触发角，达到所需施加电压的数值，而且通过待测试品阀Vt的触发脉冲FP作第一、二辅助阀Va2、Va3的回报脉冲IP，可以实现电压源的独立启动。

本发明的电压源输出的电压具周期性，在最佳实施例中，电压幅值50kV，极性可反转、占空比及电压频率可调。并且本发明可对试品导通时刻电压变化率du/dt进行调节，也可对试品关断时刻电流变化率di/dt进行调节。

综上所述，网侧电能经由有载调压变压器粗调，再经过六脉波整流桥B整流，通过闭环控制来给电容器组充电并给试品阀提供稳定的试验电压。本发明的具体工作过程如下：

电压源通过环(即振荡用电容器组Cs-第三辅助阀Va4-换相电感L1-待测试品阀Vt)形成试品上的预充暂态恢复电压和反向恢复电压；通过触发第四辅助阀Va5和第二辅助阀Va3，使振荡用电容器组Cs上电压反向，使待测试品阀Vt电压相应的改变极性。振荡用电容器组Cs上的能量是由充电电容器组C_L提供，通过触发第一辅助阀Va2即形成环路C_L-Va2-L2-Cs，自动补偿振荡用电容器组Cs的能量损耗。充电电容器组C_L的能量损耗由六脉波整流桥B通过充电电抗器L3补偿。

Claims (1)

1.一种换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源，其特征在于：包括有载调压变压器（T）、六脉波整流桥（B）、振荡用电容组（Cs）、充电电容器组（C_L）、换相电感（L1）、反向充电电抗器（L2）、充电电抗器（L3）以及第一至四辅助阀（Va2～Va5），所述有载调压变压器（T）的输出端与六脉波整流桥（B）的输入端连接，所述六脉波整流桥（B）的输出端与充电电容器组（C_L）和充电电抗器（L3）连接形成回路；所述充电电容器组（C_L）还与所述第一辅助阀（Va2）、反向充电电抗器（L2）、振荡用电容组（Cs）依次连接形成回路；所述第四辅助阀（Va5）的一端连接于第一辅助阀（Va2）和反向充电电抗器（L2）之间，另一端连接于振荡用电容组（Cs）和充电电容器组（C_L）之间；所述振荡用电容组（Cs）还与第二辅助阀（Va3）、换相电感（L1）和待测试品阀（Vt）依次连接构成回路；所述第二辅助阀（Va3）还与第三辅助阀（Va4）连接构成回路；

所述的换流阀运行试验用可控恒压快速连续充电电压源在待测试品阀、充电电容器均并联有通频带高电压传感器；

所述通频带高电压传感器与六脉波整流桥（B）之间设置有双数字式负反馈控制回路。

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