CN109283464A - 晶闸管换流阀热运行试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶闸管换流阀热运行试验装置，该装置包括整流电路、LC震荡电路、恒流源电路及控制模块；所述整流电路输出端设置有电容C，能够在电容C两端产生直流电压；电容C与第一可控开关器件V1及电感L组成LC振荡电路，所述电容C与电感L并联，电容C和电感L之间串联有第一可控开关器件V1；基于电感L的恒流源电路还包括第二可控开关器件V2，恒流源电路用于为晶闸管换流阀试品提供试验电流；所述控制模块控制连接第一可控开关器件V1和第二可控开关器件V2。本发明的晶闸管换流阀热运行试验装置结构简单、控制精准、自动化程度高。

Description

晶闸管换流阀热运行试验装置

技术领域

本发明属于高压直流输电技术领域，具体涉及一种晶闸管换流阀热运行试验装置。

背景技术

晶闸管换流阀是高压直流输电工程中的关键设备，在其运行过程中，会长期通过大电流，产生大量热量，造成晶闸管结温升高。晶闸管的电气性能与结温关系密切，结温过高可能会造成其损坏。因此，在晶闸管换流阀投入运行之前，要在出厂试验阶段，测试晶闸管耐热能力（即“热运行试验”）。为模拟高压直流输电工程中换流阀的运行工况，需使试验装置产生周期、幅值和脉波次数均可调节的恒定电流源。

当前换流阀制造厂家在进行热运行试验时，通常采用手动控制试验装置来产生上述电流源，存在控制精度差，调节繁琐，人为因素影响大等一系列弊端。因而，迫切需要一种既能够满足考核要求，同时控制精准、自动化程度高的试验装置。

发明内容

本发明提供一种晶闸管换流阀热运行试验装置，以解决现有的运行试验装置自动化程度低、控制不够精准的问题。

为解决上述技术问题，本发明的晶闸管换流阀热运行试验装置包括整流电路、LC震荡电路、恒流源电路及控制模块；所述整流电路输出端设置有电容C，能够在电容C两端产生直流电压；电容C与第一可控开关器件V1及电感L组成LC振荡电路，所述电容C与电感L并联，电容C和电感L之间串联有第一可控开关器件V1；基于电感L的恒流源电路还包括第二可控开关器件V2，恒流源电路用于为晶闸管换流阀试品提供试验电流；所述控制模块控制连接第一可控开关器件V1和第二可控开关器件V2。

本发明的热运行试验装置采用整流电路、LC震荡电路、恒流源电路及相关控制系统，最终产生周期、幅值和脉波次数均可调节的恒定试验电流。该装置结构简单、控制精准、自动化程度高。

为了更加可靠地实现整流，所述整流电路包括交流电源AC、调压器T1、变压器T2、整流二极管D1和保护电阻R。

为避免交流系统对试验电流波形的影响，所述整流电路还包括开关S，所述开关S设置在变压器T1与整流二极管D1之间。

为了便于电感L放电，所述电容C与第一可控开关器件V1之间并联有二极管D2，用于与电感L及第一可控开关器件V1形成放电回路。

为了对晶闸管换流阀试品提供稳定可靠的试验电流，所述电感L与第二可控开关器件V2之间连接有二极管D3，二极管D3与第二可控开关器件V2串联。

为实现开关的快速、精准控制，所述第一可控开关器件V1与第二可控开关器件V2均采用IGBT元件。

附图说明

图1为本发明晶闸管换流阀热运行试验装置的电路原理图；

图2为本发明晶闸管换流阀热运行试验装置产生的试验电流波形。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步介绍。

如图1所示，本实施例的晶闸管换流阀热运行试验装置包括整流电路、LC震荡电路、恒流源电路及控制模块；整流电路输出端设置有电容C，通过整流对电容C进行充电，在电容C两端产生直流电压。LC震荡电路中的电容采用整流电路输出端设置的电容C，LC振荡电路还包括第一可控开关器件V1及电感L，电容C与电感L并联，电容C和电感L之间串联有第一可控开关器件V1。恒流源电路是基于电感L的电路，还包括第二可控开关器件V2；控制模块控制连接第一可控开关器件V1和第二可控开关器件V2，用于控制连接第一可控开关器件V1和第二可控开关器件V2的导通与关断。

为了简化结构、降低成本，本实施例的整流电路优选为单相整流电流，包括交流电源AC、调压器T1、变压器T2、整流二极管D1、保护电阻R及电容C。当然作为其他实施方式也可以采用现有的三相整流电路。本实施例中的的整流二极管D1一般采用高压硅堆整流二极管。

为避免交流系统对试验电流波形的影响，单相整流电路还包括开关S，所述开关S设置在变压器与整流二极管D1之间。

为了实现开关的快速、精准控制，第一可控开关件器件V1和第二可控开关器件V2均采用IGBT，当然也可以采用其他的可控开关器件，如MOSFET、GTO、BJT等。

为了便于电感L放电，电容C与第一可控开关器件V1之间并联有二极管D2，用于与电感L与第一可控开关器件V1形成放电回路。

为了对晶闸管换流阀试品提供稳定可靠的试验电流，电感L与第二可控开关器件V2之间连接有二极管D3，二极管D3与第二可控开关器件V2串联。

下面详细阐述图1中所示的晶闸管换流阀热运行试验装置：交流电源AC连接调压器T1的输入端，调压器T1的可调端与变压器T2相连接，变压器T2的输出端的正极通过开关S、高压硅堆整流二极管D1与保护电阻R的串联分别连接电容C和电感L的一端及二极管D2的阴极，而电容C和电感L的另一端及二极管D2的阳极均接地，二极管D2和电感L之间还连接有IGBT元件V1，IGBT元件V1的集电极连接二极管D2的阴极，IGBT元件V1的集电极连接二极管D2的阴极，IGBT元件V1的发射极连接电感L的未接地端，电感L的未接地端还通过二极管D3与IGBT元件V2的串联与晶闸管换流阀试品连接，其中，二极管D3的阴极连接电感L的未接地端，二极管D3的阳极连接IGBT元件V2的发射极，IGBT元件V2的集电极连接晶闸管换流阀试品的阴极。

本发明晶闸管换流阀热运行试验装置应用于晶闸管换流阀试验时的具体工作原理为：

首先闭合开关S给电容C进行充电，当电容器C两端电压达到设定值后，为避免交流系统对试验电流波形的影响，可通过控制模块打开开关S。通过控制模块给IGBT元件V1施加触发脉冲，电容C即通过IGBT元件V1和电感L放电，在电感L中产生大电流。当该电流达到预期值时，触发IGBT元件V2和晶闸管换流阀试品TO，同时，关断IGBT元件V1。利用电感电流不能突变的原理，试验电流将在由电感L、晶闸管换流阀试品TO、IGBT元件V2和二极管D3构成的回路中循环。当通过晶闸管换流阀试品TO的通流时间达到预期值时，关断IGBT元件V2，同时触发IGBT元件V1，试验电流将转入由电感L、二极管D2和IGBT元件V1构成的回路中循环。间隔一段时间后，重新触发IGBT元件V2和晶闸管换流阀试品TO，关断IGBT元件V1，依次循环，直至通过晶闸管换流阀试品TO中的电流达到规定周期数。图2给出了采用本发明晶闸管换流阀热运行试验装置所产生的试验电流波形。

以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种晶闸管换流阀热运行试验装置，其特征在于，该装置包括整流电路、LC震荡电路、恒流源电路及控制模块；所述整流电路输出端设置有电容C，能够在电容C两端产生直流电压；电容C与第一可控开关器件V1及电感L组成LC振荡电路，所述电容C与电感L并联，电容C和电感L之间串联有第一可控开关器件V1；基于电感L的恒流源电路还包括第二可控开关器件V2，恒流源电路用于为晶闸管换流阀试品提供试验电流；所述控制模块控制连接第一可控开关器件V1和第二可控开关器件V2。

2.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀热运行试验装置，其特征在于，所述整流电路包括交流电源AC、调压器T1、变压器T2、整流二极管D1和保护电阻R。

3.根据权利要求2所述的晶闸管换流阀热运行试验装置，其特征在于，所述整流电路还包括开关S，所述开关S设置在变压器T1与整流二极管D1之间。

4.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀热运行试验装置，其特征在于，所述电容C与第一可控开关器件V1之间并联有二极管D2，用于与电感L及第一可控开关器件V1形成放电回路。

5.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀热运行试验装置，其特征在于，所述电感L与第二可控开关器件V2之间连接有二极管D3，二极管D3与第二可控开关器件V2串联。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的晶闸管换流阀热运行试验装置，其特征在于，所述第一可控开关器件V1与第二可控开关器件V2均采用IGBT元件。