專利名稱：：一種高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及電子電力技術(shù)，尤其涉及一種高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
：隨著電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的逐步推廣，基于晶閘管串聯(lián)均壓技術(shù)的高壓閥成為各種大功率電力電子裝置的核心部件，例如SVC(staticvarcompensator,請爭止無功才卜4嘗器)閥、TCSC(thyristorcontrolledseriescapacitor,晶閘管控制串聯(lián)電容器)閥、HVDC(highvoltagedirectcurrent,高壓直流)閥等。而運(yùn)行試驗(yàn)是關(guān)系到提高各種高壓串聯(lián)晶閘管閥設(shè)計(jì)和制造水平，提高其可靠性的重要試驗(yàn)手段。目前國際上普遍采用合成試驗(yàn)方法來進(jìn)行高壓串聯(lián)晶閘管閥的運(yùn)行試驗(yàn)。由于高壓串聯(lián)晶閘管閥的類型不同，其對于用來進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)的合成全工況試驗(yàn)裝置的技術(shù)要求也存在較大的差異。雖然國內(nèi)外已經(jīng)有各種不同的合成試驗(yàn)裝置，但其對SVC閥、TCSC閥及HVDC閥的運(yùn)行試驗(yàn)總是有所側(cè)重，不能同時滿足。現(xiàn)有技術(shù)中高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置采用的實(shí)驗(yàn)方式主要有以下幾種，下面分別予以說明第一種實(shí)驗(yàn)方式為全載試驗(yàn)方式，該方式由于采用單電源供能，所以回路的試驗(yàn)?zāi)芰κ苤朴陔娫?，并且裝置成本高。第二種實(shí)驗(yàn)方式為振蕩升壓式試驗(yàn)方式，該方式只是運(yùn)行試驗(yàn)的一種簡單等效，不能良好的等效閥運(yùn)行的實(shí)際工況，不能全面考核閥試品耐受不同工況強(qiáng)度的能力。第三種實(shí)驗(yàn)方式為振蕩升壓和直流電流源復(fù)合試驗(yàn)的方式，該方式對觸發(fā)時序配合的精度要求較高，而且該電路的結(jié)構(gòu)形式只能適合單向閥試品的運(yùn)行試驗(yàn)，對雙向閥試品的運(yùn)行試驗(yàn)只能采用等效的方式兼顧。第四種實(shí)驗(yàn)方式為直接升壓和直流電流源復(fù)合試驗(yàn)的方式，該方式的缺點(diǎn)為閥最大需承受兩倍試驗(yàn)電壓的高電壓強(qiáng)度，并且需要較高電壓等級的電源系統(tǒng)。第五種實(shí)驗(yàn)方式為振蕩升壓和交流電流源復(fù)合試驗(yàn)的方式，該方式的試驗(yàn)?zāi)芰Φ停囼?yàn)方式少，試品范圍窄，不能完全實(shí)現(xiàn)閥試品的工作波形，其試驗(yàn)的等效性差。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置，能夠同時滿足svc閥、TCSC閥和HVDC閥的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)要求，同時做到電路結(jié)構(gòu)簡單。一種高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置，包括電流產(chǎn)生電路和電壓產(chǎn)生電路，其中，電流產(chǎn)生電路由變壓器T1，電感L2，分流器Sl,分流器S2，閥VI以及分流器S1和分流器S2上的錄波器組成，電源通過變壓器T1接入電路，變壓器T1依次連接電感L2，電流表及分流器S1，之后連接兩條并聯(lián)支路，一條支路通過開關(guān)Kl接地，另一條支路通過閥VI、試品閥VT和分流器S2接地；電壓產(chǎn)生電路由變壓器T2,電感LE1，閥VE1，電阻RE1，二極管D1，電感LE2，閥VE2,電阻RE2，二極管D2，電容Cel及電容Ce2組成，電源通過變壓器T2接入電路，然后連接兩條并聯(lián)支路，即由電感LE1、閥VE1、電阻RE1及二極管Dl串聯(lián)后與電感LE2、閥VE2、電阻RE2及二極管D2串聯(lián)組成的支路并聯(lián)，電容Cel通過閥VE1和電阻RE1之間的結(jié)點(diǎn)接地，電容Ce2通過閥VE2和電阻RE2之間的結(jié)點(diǎn)接地。所述試品閥VT與電阻Rd并聯(lián)，然后與電容Cs及電阻Rs串聯(lián)的支路并聯(lián)，電阻Rd上具有錄波器，通過電壓表可測出電容Cs兩端的電壓。首先觸發(fā)同向的閥VI和試品閥VT的一側(cè)閥，觸發(fā)角大于等于90度小于180度，電流導(dǎo)通，到電流過零點(diǎn)，已觸發(fā)的閥自然關(guān)斷，此時再觸發(fā)閥VE1或閥VE2，將反壓加于試品閥VT上，接著觸發(fā)閥VI和試品閥VT的另一側(cè)閥，導(dǎo)通反向電流，從而可模擬高壓串聯(lián)晶閘管閥在實(shí)際運(yùn)行中所經(jīng)歷的工況。所述高壓串聯(lián)晶閘管閥為靜止無功補(bǔ)償器閥或晶閘管控制串聯(lián)電容器閥或高壓直流閥。本實(shí)用新型的高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置充分考慮了SVC閥、TCSC閥及HVDC閥使用場合的強(qiáng)度及其運(yùn)行試驗(yàn)的技術(shù)要求，通過合理的靈活性設(shè)計(jì)，最終形成了滿足SVC閥、TCSC閥及HVDC閥對于電氣量參數(shù)和波形等各方面的要求的最簡單的合成實(shí)驗(yàn)裝置，同時由于電路搭建的靈活分開與合成，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)的最大限度的安全性和靈活性。圖1為本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理圖；圖2A為SVC閥及TCSC閥串聯(lián)的單極基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為HVDC閥串聯(lián)的單極基本結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置的電路仿真波形圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合各個附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)過程做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請參閱圖1,該圖為本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理圖，由圖中可見，本實(shí)用新型包括電流產(chǎn)生電路和電壓產(chǎn)生電路兩部分，其中，左側(cè)為電流產(chǎn)生電路，由變壓器T1，電感L2，分流器Sl,分流器S2,閥VI以及S1、S2上的錄波器組成。電源通過變壓器T1接入電路，用電壓表可測出接入的電壓值，并進(jìn)行調(diào)試。變壓器T1端依次連接電感L2，電流表(用于測量主電路電流)，分流器Sl,之后連接兩條并聯(lián)支路，一條支路通過開關(guān)Kl接地，另一條支i各通過閥VI、試品閥VT和分流器S2接地。其中分流器Sl和分流器S2上并聯(lián)有錄波器，分別用于檢測分流器Sl及分流器S2上的波形。右側(cè)為電壓產(chǎn)生電路，由變壓器T2，電感LEl,閥VE1，電阻RE1，二極管Dl,電感LE2,閥VE2,電阻RE2，二極管D2，電容Cel及電容Ce2組成。電源通過變壓器T2接入電路，然后連接兩條并聯(lián)支路，即電感LE1、閥VE1、電阻RE1以及二極管Dl串聯(lián)之后與電感LE2、閥VE2、電阻RE2以及二極管D2的串聯(lián)支路并聯(lián)。在這兩條支路中，電容Cel通過閥VE1和電阻RE1之間的結(jié)點(diǎn)接地，為充正電電容；電容Ce2通過閥VE2和電阻RE2之間的結(jié)點(diǎn)接地，為充負(fù)電電容。請參閱圖2A及圖2B,其中圖2A為SVC閥及TCSC閥串聯(lián)的單極基本結(jié)構(gòu)示意圖，圖2B為HVDC閥串聯(lián)的單極基本結(jié)構(gòu)示意圖。在實(shí)際閥運(yùn)行中，一般是612個閥串聯(lián)，每一級均有Rs，Cs串聯(lián)，然后與Rd以及閥并聯(lián)，起到均壓作用，保證每一級的閥上電壓相等。在圖l的電路中，電容Cs以及電阻Rs串聯(lián)，與電阻Rd并聯(lián)然后與閥VT并聯(lián)，是為等效模擬實(shí)際運(yùn)行中高壓串聯(lián)晶閘管閥的工作狀態(tài)，Cs,Rs,以及Rd的值要隨著不同閥的參數(shù)變化而變。Rd上有錄波器，電容Cs兩端的電壓可通過電壓表測出。下表為本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置的觸發(fā)時序表:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>參見上表可知，本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置的電路觸發(fā)時序具體為t0時刻觸發(fā)同向的VI和試品閥VT的一側(cè)閥，觸發(fā)角大于等于90度小于180度，電流導(dǎo)通，如圖3中t0-tl段電流曲線所示。到電流過零點(diǎn)，已觸發(fā)的閥自然關(guān)斷，此時再觸發(fā)閥VE1或VE2，將反壓加于試品閥VT上，可模擬TCSC閥、SVC閥或HVDC閥的實(shí)際運(yùn)行強(qiáng)度，圖3中tlt2段曲線是加于試品閥VT上的反壓，在t2時刻觸發(fā)VI和試品閥VT的另一側(cè)閥再導(dǎo)通反向電流，這樣就可模擬TCSC閥、SVC閥或HVDC閥在實(shí)際運(yùn)行中所經(jīng)歷的工況。本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置可通過模擬高壓串聯(lián)晶閘管閥的真實(shí)工況對SVC閥、TCSC閥及HVDC閥進(jìn)行運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，即電流不為零時，電壓為零，電流變?yōu)榱銜r，電壓突變?yōu)檎蜇?fù)值。由于電壓產(chǎn)生電路中，電容Cel上電壓為正，電容Ce2上電壓為負(fù)，可通過控制VE1,VE2的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制加在試品閥上的電壓值，電流零點(diǎn)過渡時間所占整個周期的比例即為a角度值。測試過程中電壓產(chǎn)生電路部分由電源經(jīng)過硅堆Dl,D2整流，向Cel，Ce2電容充電，形成正負(fù)電壓源；高電壓，電流產(chǎn)生電路通過電源與電感，電阻產(chǎn)生電流，>Mv而測試高壓串聯(lián)晶閘管閥在不同電壓電流下的情況。本實(shí)用新型高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置對SVC閥、TCSC閥及HVDC閥進(jìn)行電壓電流耐受強(qiáng)度試驗(yàn)的過程是由一臺控制器按順序進(jìn)行的，它有預(yù)先設(shè)置的試驗(yàn)程序，例如對SVC閥試驗(yàn)，將SVC閥置于VT位置后，進(jìn)行下述操作步驟IO、按試品閥的額定電流，根據(jù)試驗(yàn)電流L2計(jì)算出所加電壓值，該值即變壓器T1的輸出電壓；步驟ll、按試品閥的耐受電壓峰值，計(jì)算出變壓器T2應(yīng)輸出的電壓，即按試驗(yàn)電路的具體參數(shù)以及電壓分配計(jì)算出T2的電壓值；步驟12、將分流器Sl和S2以及分壓電阻R設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢?，使錄波器OSC能夠完全錄入加到試品閥上的電流和電壓；步驟13、控制器起動VI和VT，檢測電流，并且計(jì)時和同步；步驟14、當(dāng)電流降到零時，延時若干微秒，觸發(fā)電壓閥VE2,產(chǎn)生副電壓值，并且計(jì)時，到達(dá)相位角a后起動下一步；步驟15、在到達(dá)相位角a后，觸發(fā)VI，這時候VT反向，形成反向電流；步驟16、在反向電流降到零時起動VE1,形成正向電壓波形。通過對試驗(yàn)波形的分析，即可看出試品閥是否符合工作標(biāo)準(zhǔn)。對于TCSC閥及HVDC閥，具體試驗(yàn)步驟與SVC閥相同，不同處為其動作過程與相位，因?yàn)門CSC閥和HVDC閥在試^r電流關(guān)斷后所加電壓可正可負(fù)，而SVC閥在電流關(guān)段后所加電壓為負(fù)電壓，因此試驗(yàn)中只需按電壓相位及大小，設(shè)置變壓器輸出及控制器順序即可完成對SVC閥、TCSC閥及HVDC閥進(jìn)行運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.一種高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括電流產(chǎn)生電路和電壓產(chǎn)生電路，其中，電流產(chǎn)生電路由變壓器T1，電感L2，分流器S1，分流器S2，閥VI以及分流器S1和分流器S2上的錄波器組成，電源通過變壓器T1接入電路，變壓器T1依次連接電感L2，電流表及分流器S1，之后連接兩條并聯(lián)支路，一條支路通過開關(guān)K1接地，另一條支路通過閥VI、試品閥VT和分流器S2接地；電壓產(chǎn)生電路由變壓器T2，電感LE1，閥VE1，電阻RE1，二極管D1，電感LE2，閥VE2，電阻RE2，二極管D2，電容Ce1及電容Ce2組成，電源通過變壓器T2接入電路，然后連接兩條并聯(lián)支路，即由電感LE1、閥VE1、電阻RE1及二極管D1串聯(lián)后與電感LE2、閥VE2、電阻RE2及二極管D2串聯(lián)組成的支路并聯(lián)，電容Ce1通過閥VE1和電阻RE1之間的結(jié)點(diǎn)接地，電容Ce2通過閥VE2和電阻RE2之間的結(jié)點(diǎn)接地。2、如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述試品閥VT與電阻Rd并聯(lián)，然后與電容Cs及電阻Rs串聯(lián)的支路并聯(lián)，電阻Rd上具有錄波器，通過電壓表可測出電容Cs兩端的電壓。3、如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述高壓串聯(lián)晶間管閥為靜止無功補(bǔ)償器閥或晶閘管控制串聯(lián)電容器閥或高壓直流閥。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高壓串聯(lián)晶閘管閥合成實(shí)驗(yàn)裝置，包括電流產(chǎn)生電路和電壓產(chǎn)生電路，電流產(chǎn)生電路中電源通過變壓器T1接入電路，變壓器T1依次連接電感L2，電流表及分流器S1，之后連接兩條并聯(lián)支路，一條支路通過開關(guān)K1接地，另一條支路通過閥VI、試品閥VT和分流器S2接地；電壓產(chǎn)生電路中電源通過變壓器T2接入電路，然后連接兩條并聯(lián)支路，即電感LE1、閥VE1、電阻RE1及二極管D1串聯(lián)后與電感LE2、閥VE2、電阻RE2及二極管D2串聯(lián)組成的支路并聯(lián)，電容Ce1通過閥VE1和電阻RE1之間的結(jié)點(diǎn)接地，電容Ce2通過閥VE2和電阻RE2之間的結(jié)點(diǎn)接地。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)的最大限度的安全性和靈活性。文檔編號G01R31/333GK201130240SQ20072019006公開日2008年10月8日申請日期2007年11月8日優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日發(fā)明者朱家騮,查鯤鵬,湯廣福,溫家良,賀趙,魏曉光申請人:中國電力科學(xué)研究院