CN105021984A - 直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流换流阀故障电流试验装置，发电机G高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器组首端，变压器T低压端接地；电抗器组末端与试品阀VT1的阳极连接，试品阀VT1的阴极接地；辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；当开关二K2分闸时，对试品阀VT1进行预热，当开关二K2合闸时，对试品阀VT1进行故障电流试验。本发明公开了一种直流换流阀故障电流试验方法。本发明设备少，不需要搭建复杂的合成试验回路；可确保在一套试验装置实现试品阀预热和故障电流试验，且两个试验步骤之间仅需要ms级转换时间。

Description

直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及电力电子设备试验领域，尤其涉及一种直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法。

背景技术

随着高压直流输电技术在电力系统中的应用与推广，其核心部件——大功率高压串联晶闸管阀的可靠性成为系统安全的关键。故障电流试验是验证阀承受短路电流引起的最大电流、电压和温度应力作用的设计是正确的。故障电流试验主要包括阀预热和故障电流试验两个阶段，目前故障电流试验的试验方法主要有以下几种：

国外公司主流的技术方案为直流换流阀故障电流试验采用6脉冲整流桥模拟桥臂短路方法实现，其预热电流源与故障电流源采用同一电源提供，采用这种试验装置对系统的冲击很大，同时要求供电系统具有非常高的短路容量。这种试验方式不利于供电系统的电压稳定。

国内公司目前使用一种技术方案为故障电流试验采用分别带6脉动整流桥的独立电流源和独立电压源对直流阀预热，然后由外加的电容、电感振荡装置放电产生阀上的故障电流。

国内公司使用的另一种技术方案为采用分别带6脉动整流桥的独立电流源和独立电压源对直流阀预热，然后由短路发电机回路产生阀上的故障电流。

两种技术方案的预热方法一致，都需要使用复杂、庞大的电压、电流合成回路，而国内具备合成试验回路的仅有几家公司，此方法容易受试验设备限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法，本直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法能够满足直流换流阀故障电流试验需求，可确保在一套试验装置实现试品阀预热和故障电流试验，且两个试验步骤之间仅需要毫秒级转换时间。主要采用发电机回路对试品阀进行预热和故障电流试验，通过调整发电机、变压器及回路电抗器参数，试品阀、辅助阀的触发角度和时序，可确保在一套试验装置实现试品阀预热和故障电流试验，且两个试验步骤之间仅需要毫秒级转换时间。

为了实现以上目的，本发明采取以下技术方案予以实现：直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于:包括发电机G、变压器T、电抗器组、开关K1、试品阀VT1和辅助阀VT2；发电机G高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器组首端，变压器T低压端接地；电抗器组末端与试品阀VT1的阳极连接，试品阀VT1的阴极接地；辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；所述电抗器组包括电抗器L1和电抗器L2和开关K2；所述电抗器组的连接方式为连接方式一或者连接方式二；

连接方式一：所述电抗器L1和电抗器二L2并联，所述开关K2与电抗器L1串联或者与电抗器L2串联；

连接方式二：电抗器L1和电抗器L2串联，开关K2与电抗器L1并联或者与电抗器L2并联；

当开关二K2分闸时，对试品阀VT1进行预热，当开关二K2合闸时，对试品阀VT1进行故障电流试验。

作为本发明进一步改进的技术方案，述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。

作为本发明进一步改进的技术方案，当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一种技术方案为：直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：包括短路发电机G1、短路发电机G2、调波电抗器L1、调波电抗器L2、开关K1、开关K2、变压器T、试品阀VT1、辅助阀VT2；发电机G1高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G1低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器L1，电抗器L1另一端连接试品阀VT1的阳极，辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；变压器T副边低压端连接试品阀VT1的阴极后接地；发电机G2高压出线端通过开关K2连接电抗器L2，电抗器L2另一端连接由试品阀VT1的阳极，发电机组G2低压出线端连接试品阀VT1的负级后接地。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。

作为本发明进一步改进的技术方案，当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

为实现上述技术目的，本发明采取的第三种技术方案为：采用权上述的直流换流阀故障电流试验装置的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于包括下述步骤：

1)调整电抗器L1和电抗器L2的参数；

2)启动发电机G，开关K1合位，开关K2分位，整定发电机G和变压器T的参数；

3)发电机(G)励磁升压；

4)阀控保护触发试品阀VT1和隔离阀VT2，触发角度为α，以对试品进行预热；

5)试品预热完成后，控制保护闭锁触发脉冲，使试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁；

6)合开关K2，当开关K2合位送到控制保护后，控制保护装置检测变压器T副边电压过零点触发试品阀VT1，以产生短路电流。

作为本发明进一步改进的技术方案，在步骤6)中，对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发VT1的脉冲；对于多波故障电流试验，控制保护连续发多次触发VT1的脉冲。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤5)中试品预热的时间为10-20分钟。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤2)中整定发电机G合变压器T的参数方法为：根据试品阀故障电流试验时的电压要求整定变压器T副边产生的电压。

作为本发明进一步改进的技术方案，当试品阀故障电流试验时的电压要求为800kV时，变压器T副边产生的电压峰值为37.7kV。

作为本发明进一步改进的技术方案，试品阀预热采用下述两种方案中的任一种：A、通过电加热：试品阀预热时的电压电流产生的晶闸管损耗和直流换流阀最大连续运行状态下的晶闸管损耗一致；B、外置电加热器持续加热冷却水：试品阀上的电压和电流产生的晶闸管损耗加上加热器的加热功率和直流换流阀最大连续运行状态下的晶闸管损耗一致。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤1)中，整定电抗器L1和电抗器L2的参数的方法为下述两种方法中任一种：

整定方法一：

电抗器L1和电抗器L2串联；故障电流时，仅电抗器L1接入；

$L1+L2=\frac{U}{\sqrt{3}\×I_1\×2\mathrm{\π}f}\×\frac{2\mathrm{\π}-2\mathrm{\α}+sin2\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}}-\frac{R_k}{2\mathrm{\π}f}$

$L1=(\frac{\sqrt{2}U}{I_2/2}-R_k)/2\mathrm{\π}f$

其中，U为变压器副边电压有效值，α为预热时的触发角，R_k为变压器漏抗，f为工频周期；

整定方法二：

电抗器L1、电抗器L2并联，预热时，仅电抗器L1接入；故障电流时，电抗器L1和电抗器L2并联接入；

$L1=\frac{U}{\sqrt{3}\×I_1\×2\mathrm{\π}f}\×\frac{2\mathrm{\π}-2\mathrm{\α}+sin2\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}}-\frac{R_k}{2\mathrm{\π}f}$

$\frac{L1+L2}{L1\·L2}=(\frac{\sqrt{2}U}{I_2/2}-R_k)/2\mathrm{\π}f$

其中，U为变压器副边电压有效值，α为预热时的触发角，R_k为变压器漏抗，f为工频周期。

作为本发明进一步改进的技术方案，预热时试品阀上的电流通过下述两种方式中的任一种调整：调整电抗器L1和电抗器L2的值；或者调整试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角。

为实现上述技术目的，本发明采取的第三种技术方案为：采用上述的直流换流阀故障电流试验装置的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于包括下述步骤：

1)根据预热时的电流有效值I₁和故障电流时的电流峰值I₂，整定电抗器L1和电抗器L2的参数；

2)启动发电机G2；

3)发电机G2励磁升压；

4)阀控保护检测发电机G2出口电压，当出口电压达到额定值时，触发开关K2、试品阀VT1和隔离阀VT2，对试品进行预热；

5)启动发电机G1，合开关K1，整定发电机G1和变压器T的参数；

6)试品预热完成，发电机G1励磁升压，控制保护停发触发脉冲，使开关K2、试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁。

7)控制保护装置检测变压器T副边电压过零点触发试品阀VT1，产生短路电流；最近的电压过零点距试品阀VT1和辅助阀VT2电流过零时刻为5ms。

作为本发明进一步改进的技术方案，对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发试品阀VT1的脉冲；对于三周波故障电流试验，控制保护连续发三次触发试品阀VT1的脉冲。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤1)中，电抗器L1和电抗器L2的参数整定方法如下：电抗器L2的计算公式如下：

$L2=\frac{U_2}{\sqrt{3}\×I_1\×2\mathrm{\π}f}\×\frac{2\mathrm{\π}-2\mathrm{\α}+sin2\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}}$

其中，U₂为发电机G2的出口电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度；

b)故障电流时，电抗器L1接入，电抗器L1的计算公式如下：

$L1=(\frac{\sqrt{2}{U}_1}{I_2/2}-R_k)/2\mathrm{\π}f$

其中，U₁为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗；

作为本发明进一步改进的技术方案，触发角度为α，触发角度α和上述计算L2时用的触发角α一致。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤5)中，发电机出口电压经变压器升压后，副边电压需要满足阀组件试验时的正向电压峰值要求，若阀组件的试验电压为Ua，则发电机出口电压Ub和变压器变比需满足k＝Ub/Ua，Ua和Ub同为峰值或有效值。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤6)中试品预热的时间为10-20分钟。

本发明直流换流阀故障电流试验装置，包括发电机G、变压器T、电抗器L1和L2、开关K1、K2、试品阀VT1和辅助阀VT2，其中，发电机G高压出线端通过开关K1接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端接变压器T原边低压端后接地，变压器T副边高压端接电抗器，低压端接地，电抗器L1、L2有两种连接方式串联或并联，末端接由试品阀VT1和辅助阀VT2正反并联的阀组，L1、L2并联时，开关K2和L2串联；L1、L2串联时，开关K2和L2并联。其中，电抗器L1、L2是并联连接方式时，当开关K2分闸，仅L1工作时，对试品阀进行预热；当开关K2合闸，L1、L2并联时，对试品阀进行故障电流试验；电抗器L1、L2是串联连接方式时，当开关K2分闸，L1和L2串联接入回路时，对试品阀进行预热；当开关K2合闸，将L2短路时，对试品阀进行故障电流试验。其中，开关K2可以是多种形式，至少包括隔离开关、断路器和晶闸管阀。当开关K2是晶闸管阀时，从预热到故障电流的转换可以在5ms内完成。其中，试品阀VT1和隔离阀VT2并联，作用是在预热时，正反向均能通过电流，确保变压器上通过的电流无较大直流偏置。

本发明的有益效果是：，本发明设计合理，设备少，不需要搭建复杂的合成试验回路；通过合理控制串入回路的电抗器和试品阀、辅助阀触发角等参数，将发电机作为电压电流源实现试品阀预热和故障电流试验，可确保在一套试验装置实现试品阀预热和故障电流试验，且两个试验步骤之间仅需要毫秒级转换时间。总之本发明控制精确，方便实用，性能可靠，为直流换流阀故障电流试验提供一种更为简便实用的装置和试验方法。

附图说明

图1为本发明的试验装置电路图，电抗器L1和L2并联。

图2是本发明的试验装置电路图，电抗器L1和L2串联。

图3是本发明的试验装置电路图，发电机分为两组G1、G2。

图4是故障电流试验的波形示例图，单周波故障电流。

图5是故障电流试验的波形示例图，三周波故障电流。

下面结合具体实施例对本发明进行说明。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本直流换流阀故障电流试验装置，包括发电机G、变压器T、电抗器组、开关K1、试品阀VT1和辅助阀VT2；发电机G高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器组首端，变压器T低压端接地；电抗器组末端与试品阀VT1的阳极连接，试品阀VT1的阴极接地；辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；所述电抗器组包括电抗器L1和电抗器L2和开关K2；所述电抗器组的连接方式为连接方式一：所述电抗器L1和电抗器二L2并联，所述开关K2与电抗器L2串联；当开关二K2分闸时，对试品阀(VT1)进行预热，当开关二K2合闸时，对试品阀VT1进行故障电流试验。

作为优选方案，所述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

实施例2

如图2所示，本直流换流阀故障电流试验装置，包括发电机G、变压器T、电抗器组、开关K1、试品阀VT1和辅助阀VT2；发电机G高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器组首端，变压器T低压端接地；电抗器组末端与试品阀VT1的阳极连接，试品阀VT1的阴极接地；辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；所述电抗器组包括电抗器L1和电抗器L2和开关(K2)；所述电抗器组的连接方式为连接方式二：电抗器L1和电抗器L2串联，开关K2与电抗器L2并联；当开关二K2分闸时，对试品阀VT1进行预热，当开关二K2合闸时，对试品阀VT1进行故障电流试验。

作为优选方案，所述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

实施例3

参见图1，本直流换流阀故障电流试验方法，具体包括下述步骤：

假设K2是单向晶闸管阀，电抗器L1和电抗器L2并联接入；基于实施例1中的直流换流阀故障电流试验装置；

1)根据预热时的电流有效值I₁和故障电流时的电流峰值I₂，电抗器L1和电抗器L2的参数整定方法如下：

a)预热时，仅L1接入，L1的计算公式如下：

$L1=\frac{U}{\sqrt{3}\×I_1\×2\mathrm{\π}f}\×\frac{2\mathrm{\π}-2\mathrm{\α}+sin2\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}}-\frac{R_k}{2\mathrm{\π}f}$

其中，U为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗；

b)故障电流时，L1和L2并联接入，电抗器L1和电抗器L2的计算公式如下：

$\frac{L1+L2}{L1\·L2}=(\frac{\sqrt{2}U}{I_2/2}-R_k)/2\mathrm{\π}f$

其中，U为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗。

2)启动发电机G，开关K1合闸，整定发电机G和变压器T的参数；

发电机出口电压经变压器升压后，副边电压需要满足阀组件试验时的正向电压峰值要求，若阀组件的试验电压为U1，则发电机出口电压U2和变压器变比需满足k＝U2/U1。U1和U2同为峰值或有效值。

3)发电机G励磁升压；

4)阀控保护检测T副边电压，当电压达到额定值时，触发试品阀VT1和隔离阀VT2，对试品进行预热。触发角度为α，触发角度α需要和步骤1)中计算L1时用的触发角α一致。冷却系统不带加热器，试品阀由其自身损耗对其预热；

5)15分钟后，试品预热完成。控制保护停发触发脉冲，试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁。

6)若开关K2为晶闸管阀，控制保护装置检测变压器T副边电压过零点同时触发K2、试品阀VT1，产生短路电流。最近的电压过零点距试品阀VT1和辅助阀VT2电流过零时刻仅5ms。

7)对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发开关K2和试品阀VT1的脉冲；对于三周波故障电流试验，控制保护连续发三次触发开关K2和试品阀VT1的脉冲。

实施例4

如图2所示，本直流换流阀故障电流试验方法，具体包括下述步骤：

具体实施例二假设K2是单向晶闸管阀，电抗器L1和电抗器L2并联接入，基于实施例2中的直流换流阀故障电流试验装置；

1)根据预热时的电流有效值I₁和故障电流时的电流峰值I₂，电抗器L1和电抗器L2的参数整定方法如下：

a)预热时，电抗器L1和电抗器L2串联接入，电抗器L1和电抗器L2的计算公式如下：

$L1+L2=\frac{U}{\sqrt{3}\×I_1\×2\mathrm{\π}f}\×\frac{2\mathrm{\π}-2\mathrm{\α}+sin2\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}}-\frac{R_k}{2\mathrm{\π}f}$

其中，U为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗。

b)故障电流时，仅L1接入，L1的计算公式如下：

$L1=(\frac{\sqrt{2}U}{I_2/2}-R_k)/2\mathrm{\π}f$

其中，U为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗。

2)启动发电机G，开关K1合闸，整定发电机G和变压器T的参数；

发电机出口电压经变压器升压后，副边电压需要满足阀组件试验时的正向电压峰值要求，若阀组件的试验电压为U1，则发电机出口电压U2和变压器变比需满足k＝U2/U1。U1和U2同为峰值或有效值。

3)发电机G励磁升压；

4)阀控保护检测T副边电压，当电压达到额定值时，触发试品阀VT1和隔离阀VT2，对试品进行预热。触发角度为α，触发角度α需要和步骤1)中计算电抗器L1和电抗器L2时用的触发角α一致。冷却系统不带加热器，试品阀由其自身损耗对其预热；

5)15分钟后，试品预热完成。控制保护停发触发脉冲，试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁。

6)若开关K2为晶闸管阀，控制保护装置检测变压器T副边电压过零点同时触发开关K2、试品阀VT1，产生短路电流。最近的电压过零点距试品阀VT1和辅助阀VT2电流过零时刻仅5ms。

7)对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发开关K2和试品阀VT1的脉冲；对于三周波故障电流试验，控制保护连续发三次触发开关K2和试品阀VT1的脉冲。

实施例5

如图3所示，本直流换流阀故障电流试验装置，包括短路发电机G1、短路发电机G2、调波电抗器L1、调波电抗器L2、开关K1、开关K2、变压器T、试品阀VT1、辅助阀VT2；发电机G1高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G1低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器L1，电抗器L1另一端连接试品阀VT1的阳极，辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；变压器T副边低压端连接试品阀VT1的阴极后接地；发电机G2高压出线端通过开关K2连接电抗器L2，电抗器L2另一端连接由试品阀VT1的阳极，发电机组G2低压出线端连接试品阀VT1的负级后接地。

开关K2可以是多种形式，至少包括隔离开关、断路器和晶闸管阀。当开关K2是晶闸管阀时，从预热到故障电流的转换可以在5ms内完成。

实施例6

参见图3，本K2是正反并联晶闸管阀，基于实施例5中的直流换流阀故障电流试验装置，直流换流阀故障电流试验方法，具体包括下述步骤：

1)根据预热时的电流有效值I₁和故障电流时的电流峰值I₂，电抗器L1和电抗器L2的参数整定方法如下：

a)预热时，电抗器L2接入，不考虑发电机内阻，电抗器L2的计算公式如下：

$L2=\frac{U_2}{\sqrt{3}\×I_1\×2\mathrm{\π}f}\×\frac{2\mathrm{\π}-2\mathrm{\α}+sin2\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}}$

其中，U₂为发电机G2的出口电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度。

b)故障电流时，L1接入，L1的计算公式如下：

$L1=(\frac{\sqrt{2}{U}_1}{I_2/2}-R_k)/2\mathrm{\π}f$

其中，U₁为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗。

2)启动发电机G2；

3)发电机G2励磁升压；

4)阀控保护检测发电机G2出口电压，当电压达到额定值时，触发开关K2、试品阀VT1和隔离阀VT2，对试品进行预热。触发角度为α，触发角度α需要和步骤1)中计算开关L2时用的触发角α一致。冷却系统不带加热器，试品阀由其自身损耗对其预热；

5)启动发电机G1，合开关K1，整定发电机G1和变压器T的参数；

发电机出口电压经变压器升压后，副边电压需要满足阀组件试验时的正向电压峰值要求，若阀组件的试验电压为Ua，则发电机出口电压Ub和变压器变比需满足k＝Ub/Ua。Ua和Ub同为峰值或有效值。

6)15分钟后，试品预热完成，发电机G1励磁升压，控制保护停发触发脉冲，阀K2、试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁。

7)控制保护装置检测变压器T副边电压过零点触发试品阀VT1，产生短路电流。最近的电压过零点距试品阀VT1和辅助阀VT2电流过零时刻仅5ms。

8)对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发试品阀VT1的脉冲；对于三周波故障电流试验，控制保护连续发三次触发试品阀VT1的脉冲。

图4是单周波故障电流/故障电流试验的波形示例图，小电流部分是预热阶段，电流通过试品阀VT1和隔离阀VT2；大电流部分为故障电流，电流仅通过试品阀VT1。图5是三周波故障电流/故障电流试验的波形示例图，小电流部分是预热阶段，电流通过试品阀VT1和辅助阀VT2；大电流部分为故障电流，电流仅通过试品阀VT1。

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，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (20)

1.一种直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于:包括发电机G、变压器T、电抗器组、开关K1、试品阀VT1和辅助阀VT2；发电机G高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器组首端，变压器T低压端接地；电抗器组末端与试品阀VT1的阳极连接，试品阀VT1的阴极接地；辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；所述电抗器组包括电抗器L1和电抗器L2和开关K2；所述电抗器组的连接方式为连接方式一或者连接方式二；

连接方式一：所述电抗器L1和电抗器二L2并联，所述开关K2与电抗器L1串联或者与电抗器L2串联；

连接方式二：电抗器L1和电抗器L2串联，开关K2与电抗器L1并联或者与电抗器L2并联；

当开关二K2分闸时，对试品阀VT1进行预热，当开关二K2合闸时，对试品阀VT1进行故障电流试验。

2.根据权利要求1所述的直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：所述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。

3.根据权利要求2所述的直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

4.一种直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：包括短路发电机G1、短路发电机G2、调波电抗器L1、调波电抗器L2、开关K1、开关K2、变压器T、试品阀VT1、辅助阀VT2；

发电机G1高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G1低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；

变压器T副边高压端连接电抗器L1，电抗器L1另一端连接试品 阀VT1的阳极，辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；变压器T副边低压端连接试品阀VT1的阴极后接地；

发电机G2高压出线端通过开关K2连接电抗器L2，电抗器L2另一端连接由试品阀VT1的阳极，发电机组G2低压出线端连接试品阀VT1的负级后接地。

5.根据权利要求4所述的直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：所述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。

6.根据权利要求5所述的直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

7.一种采用权利要求1或2或3所述的直流换流阀故障电流试验装置的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于包括下述步骤：

1)调整电抗器L1和电抗器L2的参数；

2)启动发电机G，开关K1合位，开关K2分位，整定发电机G和变压器T的参数；

3)发电机G励磁升压；

4)阀控保护触发试品阀VT1和隔离阀VT2，触发角度为α，以对试品进行预热；

5)试品预热完成后，控制保护闭锁触发脉冲，使试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁；

6)合开关K2，当开关K2合位送到控制保护后，控制保护装置检测变压器T副边电压过零点触发试品阀VT1，以产生短路电流。

8.根据权利要求7所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：在步骤6)中，对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发VT1的脉冲；对于多波故障电流试验，控制保护连续发多次触 发VT1的脉冲。

9.根据权利要求7所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：步骤5)中试品预热的时间为10-20分钟。

10.根据权利要求4所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：步骤2)中整定发电机G和变压器T的参数方法为：根据试品阀故障电流试验时的电压要求整定变压器T副边产生的电压。

11.根据权利要求10所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：当试品阀故障电流试验时的电压要求为800kV时，变压器(T)副边产生的电压峰值为37.7kV。

12.根据权利要求7所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：试品阀预热为下述两种方案中的任一种：A、通过电加热：试品阀预热时的电压电流产生的晶闸管损耗和直流换流阀最大连续运行状态下的晶闸管损耗一致；B、外置电加热器持续加热冷却水：试品阀上的电压和电流产生的晶闸管损耗加上加热器的加热功率和直流换流阀最大连续运行状态下的晶闸管损耗一致。

13.根据权利要求7所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于步骤1)中，整定电抗器L1和电抗器L2的参数的方法为下述两种方法中任一种：

整定方法一：

电抗器L1和电抗器L2串联；故障电流时，仅电抗器L1接入；

其中，U为变压器副边电压有效值，α为预热时的触发角，R_k为变压器漏抗，f为工频周期；

整定方法二：

电抗器L1、电抗器L2并联，预热时，仅电抗器L1接入；故障电流时，电抗器L1和电抗器L2并联接入；

其中，U为变压器副边电压有效值，α为预热时的触发角，R_k为变压器漏抗，f为工频周期。

14.根据权利要求7所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：预热时试品阀上的电流通过下述两种方式中的任一种调整：调整电抗器L1和电抗器L2的值；或者调整试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角。

15.一种采用权利要求4或5或6所述的直流换流阀故障电流试验装置的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于包括下述步骤：

1)根据预热时的电流有效值I₁和故障电流时的电流峰值I₂，整定电抗器L1和电抗器L2的参数；

2)启动发电机G2；

3)发电机G2励磁升压；

4)阀控保护检测发电机G2出口电压，当出口电压达到额定值时，触发开关K2、试品阀VT1和隔离阀VT2，对试品进行预热；

5)启动发电机G1，合开关K1，整定发电机G1和变压器T的参数；

6)试品预热完成，发电机G1励磁升压，控制保护停发触发脉冲，阀K2、试品阀VT1和隔离阀VT2闭锁。

7)控制保护装置检测变压器T副边电压过零点触发试品阀VT1， 产生短路电流；最近的电压过零点距试品阀VT1和辅助阀VT2电流过零时刻为5ms。

16.根据权利要求15所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：对于单波故障电流试验，控制保护仅发一次触发试品阀VT1的脉冲；对于三周波故障电流试验，控制保护连续发三次触发试品阀VT1的脉冲。

17.根据权利要求15所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：步骤1)中，L1和L2的参数整定方法如下：

a)预热时，电抗器L2接入，不考虑发电机内阻，电抗器L2的计算公式如下：

其中，U₂为发电机G2的出口电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度；

b)故障电流时，电抗器L1接入，电抗器L1的计算公式如下：

其中，U₁为变压器T的副边电压有效值，α为预热时试品阀VT1和辅助阀VT2的触发角度，R_k为变压器T的漏抗。

18.根据权利要求17所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：触发角度为α，触发角度α和权利要求17中计算电抗器L2时用的触发角α一致。

19.根据权利要求15所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：步骤5)中，发电机出口电压经变压器升压后，副边电压需要满足阀组件试验时的正向电压峰值要求，若阀组件的试验电压为Ua，则发电机出口电压Ub和变压器变比需满足k＝Ub/Ua，Ua和Ub 同为峰值或有效值。

20.根据权利要求15所述的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于：步骤6)中试品预热的时间为10-20分钟。