CN104422858A - 一种高压交-直流试验电路及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压交-直流试验电路，用于对换流阀进行试验；所述试验电路包括高压交流发生电路和高压直流发生电路，所述高压交流发生电路包括相互串联的高压交流电源和保护电阻，且保护电阻的阻值能够调节；所述高压直流发生电路的负极经由高压交流发生电路连接换流阀的高压输出端，所述高压直流发生电路的正极连接换流阀的低压输出端。此种试验电路可考验换流阀在交流端子对地短路、交流系统甩负荷等故障条件下耐受交-直流电压的能力，从而验证换流阀的设计是否正确。本发明还公开一种基于前述高压交-直流试验电路的试验方法。

Description

一种高压交-直流试验电路及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种大功率电力电子技术型式试验方法，特别涉及一种高压交-直流试验电路及试验方法。

背景技术

随着大功率电力电子变流技术在电力系统中的应用，其核心部件——换流阀的可靠性成为系统安全的关键。换流阀系统电压高、电流大、容量大，很难在试验环境中构建同实际运行工况相同的全载电路进行试验，因此如何在试验环境中构建等效的试验电路，进行与实际运行工况强度相当的试验成为解决问题的关键。

在实际运行中，基于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的换流阀两端，会因为交流端子对地短路，交流系统甩负荷等原因引起交-直流过电压。进行交-直流耐压试验的目的就是考验换流阀对于故障条件下的最大交、直流电压应力作用的设计是正确的。

实际生产中没有专门用于换流阀耐压试验的高压交-直流发生器，因此如何利用常见的高压交流电源、高压直流电源以及少量辅助器件产生交-直流电压，尽量减少试验成本和试验占地面积，成为换流阀交-直流耐压试验的关键。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高压交-直流试验电路及其试验方法，其可考验换流阀在交流端子对地短路、交流系统甩负荷等故障条件下耐受交-直流电压的能力，从而验证换流阀的设计是否正确。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高压交-直流试验电路，用于对换流阀进行试验；所述试验电路包括高压交流发生电路和高压直流发生电路，所述高压交流发生电路包括相互串联的高压交流电源和保护电阻，且保护电阻的阻值能够调节；所述高压直流发生电路的负极经由高压交流发生电路连接换流阀的高压输出端，所述高压直流发生电路的正极连接换流阀的低压输出端。

上述高压直流发生电路包括高压直流电容，所述高压直流电容的正极作为高压直流发生电路的正极，所述高压直流电容的负极作为高压直流发生电路的负极。

上述高压直流发生电路包括高压直流电容和输出电压能够调节的高压直流电源，所述高压直流电容的负极连接高压直流电源的正极，高压直流电容的正极作为高压直流发生电路的正极，高压直流电源的负极作为高压直流发生电路的负极。

上述换流阀包括至少一个功率半导体开关器件模块，所有功率半导体开关器件模块同向依次串联。

上述换流阀采用模块化多电平换流器或H桥级联型变换器。

一种基于如前所述一种高压交-直流试验电路的试验方法，包括如下步骤：

（11）根据试验电流要求，调整保护电阻的阻值大小；

（12）启动高压交流电源，调节高压交流电源的输出电压；

（13）监视换流阀两端输出的交-直流波形，当交-直流波形达到试验要求时，保持此时高压交流电源的输出电压不变。

一种基于如前所述一种高压交-直流试验电路的试验方法，包括如下步骤：

（21）根据试验电流要求，调整保护电阻的大小；

（22）启动高压交流电源，调节高压交流电源的输出电压；

（23）调节高压直流电源的输出电压；

（24）监视换流阀两端输出的交-直流波形，当交-直流波形达到试验要求时，保持此时高压交流电源及高压直流电源的输出电压不变。

采用上述方案后，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的试验电路利用常见的高压交流电源、高压直流电源、保护电阻和高压直流电压产生交-直流电压，特别是第一种实施例不使用高压直流电源即可实现输出交-直流电压，极大地节省了占地面积和成本；

（2）本发明提供的高压交-直流试验电路，将高压交-直流电压施加于换流阀的两端，使换流阀耐受同实际故障工况相当的最大交、直流电压应力，实现对换流阀运行工况的试验考核，为换流阀的可靠运行提供保证。

附图说明

图1是本发明试验电路第一种实施例的整体架构图；

图2是本发明试验电路第二种实施例的整体架构图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种高压交-直流试验电路，用以考验换流阀在交流端子对地短路、交流系统甩负荷等故障条件下耐受交-直流电压的能力，从而验证换流阀的设计是否正确，所述换流阀包括至少一个同方向布置的功率半导体开关器件模块构成的连接，具体可采用模块化多电平换流器或H桥级联型变换器；结合图1和图2所示，所述试验电路包括高压交流发生电路2和高压直流发生电路5，其中，高压交流发生电路2的一端连接换流阀6的高压输出端，高压交流发生电路2的另一端连接高压直流发生电路5的负极，所述高压直流发生电路5的正极连接换流阀6的低压输出端。其中，所述高压交流发生电路2包括相互串联的高压交流电源1和保护电阻3，且保护电阻3的阻值可调，通过调节所述保护电阻3的阻值，可以限制试验过程中所述高压交流发生电路2的最大输出电流。

所述高压直流发生电路5采用高压直流电容4，如图1所示的实施电路，所述高压直流电容4的正极作为高压直流发生电路5的正极，连接换流阀6的低压输出端；所述高压直流电容4的负极作为高压直流发生电路5的负极，经由高压交流发生电路2连接换流阀6的高压输出端。所述高压直流发生电路5还可采用图2所示的实施电路，包括高压直流电容4和输出电压可调的高压直流电源7，所述高压直流电容4的正极作为高压直流发生电路5的正极，连接换流阀6的低压输出端；所述高压直流电容4的负极连接高压直流电源7的正极，而高压直流电源7的负极作为高压直流发生电路5的负极，经由高压交流发生电路2连接换流阀6的高压输出端。

针对图1所示的实施方案，本发明还提供一种高压交-直流试验电路的试验方法，包括如下步骤：

（11）根据试验电流要求，调整保护电阻3的阻值大小；

（12）启动高压交流电源1，调节高压交流电源1的输出电压；

（13）监视换流阀6两端输出的交-直流波形，当交-直流波形达到试验要求时，保持此时高压交流电源1的输出电压不变。

针对图2所示的实施方案，本发明还提供一种高压交-直流试验电路的试验方法，包括如下步骤：

（21）根据试验电流要求，调整保护电阻3的大小；

（22）启动高压交流电源1，调节高压交流电源1的输出电压；

（23）调节高压直流电源7的输出电压；

（24）监视换流阀6两端输出的交-直流波形，当交-直流波形达到试验要求时，保持此时高压交流电源1及高压直流电源7的输出电压不变。

试验中，所述高压交流电源1对所述高压直流电容4充电，所述高压直流电容4两端产生直流电压，幅值等于高压交流发生电路2的输出交流电压幅值，从而可用作高压直流电源。换流阀6的高压输出端接对地电压为交流电压；换流阀6的低压输出端接对地电压为直流电压，换流阀6两端的电压为交-直流电压。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围。所属技术领域的普通技术人员应当理解到：对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明提出的技术思想和范围的任何修改或者等同替换均应涵盖在本发明权利要求的范围当中。

Claims (7)

1.一种高压交-直流试验电路，用于对换流阀进行试验；其特征在于，所述试验电路包括高压交流发生电路和高压直流发生电路，所述高压交流发生电路包括相互串联的高压交流电源和保护电阻，且保护电阻的阻值能够调节；所述高压直流发生电路的负极经由高压交流发生电路连接换流阀的高压输出端，所述高压直流发生电路的正极连接换流阀的低压输出端。

2.如权利要求1所述的一种高压交-直流试验电路，其特征在于：所述高压直流发生电路包括高压直流电容，所述高压直流电容的正极作为高压直流发生电路的正极，所述高压直流电容的负极作为高压直流发生电路的负极。

3.如权利要求1所述的一种高压交-直流试验电路，其特征在于：所述高压直流发生电路包括高压直流电容和输出电压能够调节的高压直流电源，所述高压直流电容的负极连接高压直流电源的正极，高压直流电容的正极作为高压直流发生电路的正极，高压直流电源的负极作为高压直流发生电路的负极。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种高压交-直流试验电路，其特征在于：所述换流阀包括至少一个功率半导体开关器件模块，所有功率半导体开关器件模块同向依次串联。

5.如权利要求4所述的一种高压交-直流试验电路，其特征在于：所述换流阀采用模块化多电平换流器或H桥级联型变换器。

6.一种基于如权利要求2所述的一种高压交-直流试验电路的试验方法，其特征在于包括如下步骤：

（11）根据试验电流要求，调整保护电阻的阻值大小；

（12）启动高压交流电源，调节高压交流电源的输出电压；

（13）监视换流阀两端输出的交-直流波形，当交-直流波形达到试验要求时，保持此时高压交流电源的输出电压不变。

7.一种基于如权利要求3所述的一种高压交-直流试验电路的试验方法，其特征在于包括如下步骤：

（21）根据试验电流要求，调整保护电阻的大小；

（22）启动高压交流电源，调节高压交流电源的输出电压；

（23）调节高压直流电源的输出电压；

（24）监视换流阀两端输出的交-直流波形，当交-直流波形达到试验要求时，保持此时高压交流电源及高压直流电源的输出电压不变。