CN201107384Y - 基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置，包括：冲击发生器、换相电抗器L1、阀避雷器、试品阀V1、辅助阀V2、复合开关S、保护电抗器L2以及试验变压器；本实用新型采用阀并联避雷器复现阀开通时向阀转换的电流，利用复合开关S实现试验前后试验电路的切换，采用工频试验变压器为并联的被试阀和辅助阀充电，其中辅助阀为阀抗电磁干扰试验的试品阀。试验电路设保护电抗器，在故障情况下限制回路电流。必要时为试验变压器加设避雷器，防止冲击过电压直接施加在试验变压器上。本实用新型采用交流取能方式，既能满足对能量要求小的换流阀的取能要求，又能满足对能量要求大的换流阀的取能要求；并可节省一套冲击装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置。
背景技术
直流输电技术由于其技术性和经济性，近30年来在国内得到大量应用，最常见的应用是背靠背交流联网和长距离输电。直流工程最关键的设备是换流站，而直流换流阀又是换流站的核心部件。为保证直流工程的可靠性，直流换流阀供应商必须对直流换流阀进行型式试验，包括绝缘试验和运行试验。非周期触发试验是单阀绝缘试验的一部分，试验目的是验证阀在规定的高电压情况下开通时，晶闸管及其辅助电路有足够的电流和电压耐受能力。非周期触发试验可兼顾阀的抗电磁干扰试验。
高压直流输电换流阀非周期触发试验装置的试品阀在试验前必须取能，目前现有技术中一般采用冲击电路实现试品阀的取能，即另设一套冲击发生器给试品阀冲击取能，这样试验装置共包含两套冲击发生器。但是，不同的直流换流阀供应商设计的换流阀取能需求不同，对取能方式的要求也不尽相同，冲击电路能满足对能量要求小的换流阀的取能要求，却不能满足对能量要求大的换流阀的取能要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置，达到满足不同的直流换流阀供应商设计的不同换流阀的取能需求的目的。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型提供了一种高压直流输电换流阀非周期触发试验装置，包括：冲击发生器、换相电抗器L1、阀避雷器、试品阀V1、辅助阀V2、复合开关S、保护电抗器L2以及试验变压器；
非周期触发试验前，合上复合开关S，冲击发生器的出线端连接换相电抗器，换相电抗器的出线端连接阀避雷器一端和试品阀的阴极；阀避雷器的另一端与试品阀的阳极以及冲击发生器连接；试品阀的阴极与辅助阀的阳极相连，且都接地；辅助阀的阴极连接保护电抗器，保护电抗器的出线端与试验变压器连接；复合开关一端连接试验变压器，另一端连接冲击发生器；
非周期触发试验开始，断开复合开关S，冲击发生器的出线端连接换相电抗器，换相电抗器的出线端连接阀避雷器一端和试品阀的阴极；阀避雷器的另一端与试品阀的阳极以及冲击发生器连接；试品阀的阴极与辅助阀的阳极相连，且都接地；辅助阀的阴极连接保护电抗器，保护电抗器的出线端与试验变压器连接。
进一步地，所述试验装置还包括一个与试验变压器并联的保护避雷器。
所述试验变压器为工频试验变压器。
当所述装置用于阀抗电磁干扰试验时，辅助阀为阀抗电磁干扰试验的试品阀。
综上所述，本实用新型提供一种结构简单、成本低、能满足不同的直流换流阀供应商设计的不同换流阀的取能需求的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置，采用阀并联避雷器复现阀开通时向阀转换的电流，利用复合开关S实现试验前后试验电路的切换，采用工频试验变压器为并联的被试阀和辅助阀充电，其中辅助阀为阀抗电磁干扰试验的试品阀。试验电路设保护电抗器，在故障情况下限制回路电流。必要时为试验变压器加设避雷器，防止冲击过电压直接施加在试验变压器上。
本实用新型采用交流取能方式。交流取能既能满足对能量要求小的换流阀的取能要求，又能满足对能量要求大的换流阀的取能要求；交流取能可节省一套冲击装置，并且具有适用的试品阀范围广、不受试品阀取能电容大小限制的优点。
本实用新型采用的试验变压器和保护电抗器为常规试验装置，可与交直流耐压装置共用，可避免重复投资，节约大量成本。本实用新型可还兼顾阀的抗电磁干扰试验。
本实用新型通过复合开关S的开合，实现试验前后试验电路的切换，既降低了试验变压器的额定电压和容量，又便于试验的实施。
附图说明
图1为本实用新型所述基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置的拓扑结构示意图；
图2为试验时，试品阀和晶闸管两端的电压波形示意图；
图3为试验时，试品阀和阀避雷器两端的电流波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
本实用新型所述基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置的拓扑结构如图1所示，试验装置包括冲击发生器、换相电抗器L1、阀避雷器、试品阀V1、辅助阀V2、复合开关S、保护电抗器L2以及试验变压器。
非周期触发试验前，合上复合开关S，利用试验变压器为并联的试品阀和辅助阀进行交流充电。冲击发生器的出线端连接换相电抗器，换相电抗器的出线端连接阀避雷器一端和试品阀的阴极。阀避雷器的另一端与试品阀的阳极以及冲击发生器连接。试品阀的阴极与辅助阀的阳极相连，且都接地。辅助阀的阴极连接保护电抗器，保护电抗器的出线端与试验变压器连接。复合开关一端连接试验变压器，另一端连接冲击发生器。
并联充电方式能降低对试验变压器额定电压的要求，从而可以降低其容量。充电完成后，断开复合开关S，施加冲击。此时，冲击发生器的出线端连接换相电抗器，换相电抗器的出线端连接阀避雷器一端和试品阀的阴极。阀避雷器的另一端与试品阀的阳极以及冲击发生器连接。试品阀的阴极与辅助阀的阳极相连，且都接地。辅助阀的阴极连接保护电抗器，保护电抗器的出线端与试验变压器连接。复合开关是断开的状态。
调节冲击发生器的内阻抗，使试品阀两端产生峰值相当于系统研究决定的操作波保护水平的操作冲击电压。试品阀在冲击峰值处由电子电路触发导通，阀避雷器上流过的电流随即向试品阀转换，以考验试品阀在规定的高电压情况下开通时，晶闸管及其辅助电路有足够的电流和电压耐受能力。
试品阀触发瞬间辅助阀应处于正向偏置状态，本申请介绍的试验电路充分考虑了这一要求。施加冲击时，辅助阀两端并联试验变压器，试验变压器进行交流充电，只要冲击峰值时刻在试验变压器两端工频电压正半波范围内，辅助阀就处于正向偏置状态，可见施加冲击时刻的调节范围很大。所述试验变压器为工频试验变压器。
在辅助阀V2被击穿的故障情况下，冲击过电压经保护电抗器L2施加在试验变压器两端。保护电抗器用于限制回路电流，使之在试验变压器额定电流范围内。在最坏情况下，辅助阀V2和保护电抗器L2都被击穿，冲击过电压直接作用在试验变压器两端，因此必要时将在试验变压器两端加设避雷器。
试品阀两端电压波形如图2所示，试验前它承受交流工频电压，晶闸管电子电路利用阀端电压进行充电。操作冲击电压峰值时刻，试品阀被正常触发导通，避雷器电流随之转换到阀上，阀电流波形如图3所示。
本实用新型在试验前采用一台试验变压器同时实现试品阀及辅助阀的交流取能，能满足不同的直流换流阀供应商设计的不同换流阀的取能需求，适用的试品阀范围广，不受试品阀取能方式的限制。本实用新型采用交流取能方式，能节省一套冲击装置。本实用新型充分考虑了故障情况下的保护措施，因而装置的可靠性高；本实用新型通过复合开关S的开合，实现试验前后试验电路的切换，既降低了试验变压器的额定电压和容量，又便于试验的实施。
本实用新型还可兼顾阀的抗电磁干扰试验，在进行抗电磁干扰试验时，辅助阀V2作为试验对象，监视辅助阀V2的触发和回报信号，考察非周期触发试验试品阀V1导通对辅助阀V2的电磁干扰是否引起辅助阀V2的误触发或错误的回报信号，如果没有，则说明阀的抗电磁干扰试验可以通过。因此，将本实用新型装置应用于阀的抗电磁干扰试验的技术方案同样落入本实用新型的保护范围。
本实用新型尤其开发了采用交直流耐压试验装置和冲击试验装置相结合实现直流换流阀非周期触发试验的新方式，本实用新型的试验变压器和保护电抗器可与交直流耐压装置共用，在节省试验室空间的同时避免重复投资，能进一步节省装置的成本。
综上所述，本实用新型提供一种结构简单、成本低、能满足不同的直流换流阀供应商设计的不同换流阀的取能需求的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置，采用阀并联避雷器复现阀开通时向阀转换的电流，利用复合开关S实现试验前后试验电路的切换，采用工频试验变压器为并联的被试阀和辅助阀充电，其中辅助阀为阀抗电磁干扰试验的试品阀。试验电路设保护电抗器，在故障情况下限制回路电流。必要时为试验变压器加设避雷器，防止冲击过电压直接施加在试验变压器上。
本实用新型采用交流取能方式。交流取能既能满足对能量要求小的换流阀的取能要求，又能满足对能量要求大的换流阀的取能要求；交流取能可节省一套冲击装置，并且具有适用的试品阀范围广、不受试品阀取能电容大小限制的优点。
本实用新型采用的试验变压器和保护电抗器为常规试验装置，可与交直流耐压装置共用，可避免重复投资，节约大量成本。本实用新型可还兼顾阀的抗电磁干扰试验。
本实用新型通过复合开关S的开合，实现试验前后试验电路的切换，既降低了试验变压器的额定电压和容量，又便于试验的实施。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1、一种基于并联充电的高压直流输电换流阀非周期触发试验装置，其特征在于，包括：冲击发生器、换相电抗器L1、阀避雷器、试品阀V1、辅助阀V2、复合开关S、保护电抗器L2以及试验变压器；
非周期触发试验前，合上复合开关S，冲击发生器的出线端连接换相电抗器，换相电抗器的出线端连接阀避雷器一端和试品阀的阴极；阀避雷器的另一端与试品阀的阳极以及冲击发生器连接；试品阀的阴极与辅助阀的阳极相连，且都接地；辅助阀的阴极连接保护电抗器，保护电抗器的出线端与试验变压器连接；复合开关一端连接试验变压器，另一端连接冲击发生器；
非周期触发试验开始，断开复合开关S，冲击发生器的出线端连接换相电抗器，换相电抗器的出线端连接阀避雷器一端和试品阀的阴极；阀避雷器的另一端与试品阀的阳极以及冲击发生器连接；试品阀的阴极与辅助阀的阳极相连，且都接地；辅助阀的阴极连接保护电抗器，保护电抗器的出线端与试验变压器连接。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试验装置还包括一个与试验变压器并联的保护避雷器。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试验变压器为工频试验变压器。
4、根据权利要求1所示的装置，其特征在于，当所述装置用于阀抗电磁干扰试验时，辅助阀为阀抗电磁干扰试验的试品阀。
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