專利名稱：特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路及其試驗(yàn)方法
特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路及其試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓直流輸電用換流閥電氣試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路及其試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
我國的“西電東送”戰(zhàn)略要求輸電工程具有更大的輸電能力和更高的輸電效率，實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的大容量、遠(yuǎn)距離送電。特高壓直流輸電是滿足這種要求的關(guān)鍵技術(shù)之一。直流輸電最核心的技術(shù)集中于換流站設(shè)備，而換流閥又是換流站中的核心設(shè)備，因此開展換流閥電氣試驗(yàn)技術(shù)、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作意義重大。換流閥試驗(yàn)檢測是直流輸電系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的保證，為此國際上和我國均制定了換流閥試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。換流閥型式試驗(yàn)包括絕緣試驗(yàn)和運(yùn)行試驗(yàn)。斷續(xù)電流試驗(yàn)是運(yùn)行試驗(yàn)的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)電流產(chǎn)生斷續(xù)的時(shí)候，閥的保護(hù)觸發(fā)系統(tǒng)的功能正常和閥對(duì)直流斷續(xù)電流有足夠耐受能力。斷續(xù)電流是直流輸電系統(tǒng)啟動(dòng)和停運(yùn)時(shí)出現(xiàn)的一種臨時(shí)運(yùn)行工況。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行斷續(xù)電流試驗(yàn)一般采用合成試驗(yàn)方法，電流源提供斷續(xù)電流，電壓源提供恢復(fù)電壓，ABB實(shí)驗(yàn)室就是采用該方法。這種方法要求電流源輸出電壓較高，即要求電流源容量較大，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和運(yùn)行成本高。Siemens公司斷續(xù)電流試驗(yàn)也是采用合成試驗(yàn)線路，由于Siemens試驗(yàn)回路電流源電壓低，因此直流斷續(xù)電流和恢復(fù)電壓均有電壓源產(chǎn)生。試驗(yàn)方法是在試品閥上反并聯(lián)一個(gè)輔助閥，來模擬作用于試品閥上的斷續(xù)電流。該方法在電流半波之間，試品閥兩端不承受電壓，這對(duì)試品閥在斷續(xù)電流期間的取能有影響。斷續(xù)電流期間，試品閥靠恢復(fù)電壓取能，如果試驗(yàn)電源電壓過低，將影響換流閥的取能。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路及其試驗(yàn)方法，以解決上述技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路采用如下技術(shù)方案一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路，包括電流源、電壓源、阻容分壓器DCPT、電流傳感器DCCT和電容器Ct ；其中電流源與隔離閥Val、試品閥Vt和電流傳感器DCCT的串聯(lián)電路并聯(lián)，電流傳感器DCCT的低電位接地；試品閥Vt和電流傳感器DCCT串聯(lián)回路與等效換流閥雜散電容的電容器Ct并聯(lián)；電容器Ct與阻容分壓器DCPT并聯(lián)；阻容分壓器DCPT 與電壓源并聯(lián)；所述電流源由輔助閥Va2、輔助閥Va3、輔助閥Va4、輔助閥Va5、電抗器Li、 電抗器L2、電容器Cs和電容器Q、電壓源充電回路組成；其中電壓源充電回路與電容器Q 并聯(lián)；輔助閥Va5與輔助閥Va2和電容器Q的串聯(lián)回路并聯(lián)；電容器Cs與電抗器L2和輔助閥Va5的串聯(lián)回路并聯(lián)；電容器Cs高壓端經(jīng)反并聯(lián)輔助閥Va3、Va4和電抗器Ll的串聯(lián)回路接至阻容分壓器DCPT高壓端；輔助閥Va5正極性端接地；輔助閥Va2正極性端與電壓源充電回路和電容器Q的高壓端相連；輔助閥Va3正極性端與電容器Cs和電抗器L2連接點(diǎn)相連。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路的試驗(yàn)方法采用如下技術(shù)方案特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)方法，包括以下步驟1)、預(yù)熱階段首先采用特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路為試品閥預(yù)熱；電流源和電壓源同時(shí)進(jìn)行升流升壓，達(dá)到預(yù)熱要求參數(shù)后穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，使晶閘管的結(jié)溫達(dá)到要求值后，進(jìn)入下一階段；2)、試驗(yàn)階段預(yù)熱結(jié)束后，試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到控制角α =90°以最大交流電壓運(yùn)行或者調(diào)整到控制角α min下以最小交流電壓運(yùn)行；然后，閉鎖電流源，試品閥單獨(dú)運(yùn)行在電壓源回路，這時(shí)將電壓源輔助閥組的控制時(shí)序切換到一周波振蕩2次的時(shí)序，通過調(diào)整時(shí)序產(chǎn)生每周波2個(gè)脈波電流；3)、再次返回預(yù)熱階段試驗(yàn)階段結(jié)束后，再次返回到預(yù)熱階段；電壓源控制時(shí)序返回到原來控制狀態(tài)，每周期振蕩一次，同時(shí)再次啟動(dòng)電流源，滿足預(yù)熱試驗(yàn)參數(shù)和時(shí)間要求；4)、停機(jī)階段再次返回預(yù)熱階段預(yù)熱完成后，進(jìn)行電流電壓下降調(diào)節(jié)，然后閉鎖電流源和電壓源，結(jié)束試驗(yàn)。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明試驗(yàn)階段，試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到控制角α = 90°以最大交流電壓運(yùn)行或者調(diào)整到控制角α min下以最小交流電壓運(yùn)行；然后，閉鎖電流源，試品閥單獨(dú)運(yùn)行在電壓源回路，這時(shí)將電壓源輔助閥組的控制時(shí)序切換到一周波振蕩2次的時(shí)序，通過調(diào)整時(shí)序產(chǎn)生每周波2個(gè)脈波電流；在電流斷續(xù)期間試品閥承受來自電壓源電壓，為試品閥取能創(chuàng)造條件，也滿足工程運(yùn)行條件；本發(fā)明中試驗(yàn)回路電流源電壓較低時(shí)，試品閥仍能正常取能，降低了容量需求，有效節(jié)約了實(shí)驗(yàn)室投資。

圖1為本發(fā)明的換流閥運(yùn)行合成試驗(yàn)原理圖；Val 隔離閥；Va2 Va5 輔助閥組；Ll 代表運(yùn)行中的換相電感；L2 充電電抗器； Cs 振蕩電容器；Vt 試品閥；圖2為直流斷續(xù)試驗(yàn)最小交流電壓試驗(yàn)示波圖；圖中Ivt為直流斷續(xù)試驗(yàn)電流， Vvt為試品閥上承受的試驗(yàn)電壓；圖3為直流斷續(xù)試驗(yàn)最大交流電壓試驗(yàn)示波圖；圖中Ivt為直流斷續(xù)試驗(yàn)電流， Vvt為試品閥上承受的試驗(yàn)電壓。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述具體實(shí)施方式
參見圖1所示，為本發(fā)明特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路，包括電流源、電壓源、阻容分壓器DCPT、電流傳感器DCCT和電容器Ct。其中電流源與隔離閥Val、 試品閥Vt和電流傳感器DCCT的串聯(lián)電路并聯(lián)，電流傳感器DCCT的低電位接地；試品閥Vt 和電流傳感器DCCT串聯(lián)回路與等效換流閥雜散電容的電容器Ct并聯(lián)；電容器Ct與阻容分壓器DCPT并聯(lián)；阻容分壓器DCPT與電壓源并聯(lián)。本發(fā)明的電壓源由輔助閥Va2 Va5、電抗器Ll和L2、電容器Cs和Q、電壓源充電回路組成。其中電壓源充電回路與電容器Q并聯(lián)；輔助閥Va5與輔助閥Va2和電容器Q 的串聯(lián)回路并聯(lián)；電容器Cs與電抗器L2和輔助閥Va5的串聯(lián)回路并聯(lián)；電容器Cs高壓端經(jīng)反并聯(lián)輔助閥Va3 Va4和電抗器Ll的串聯(lián)回路接至阻容分壓器DCPT高壓端；輔助閥 Va5正極性端接地；輔助閥Va2正極性端與電壓源充電回路和電容器Q的高壓端相連；輔助閥Va3正極性端與電容器Cs和電抗器L2連接點(diǎn)相連。電流源為試品閥Vt提供預(yù)熱階段的直流大電流；電壓源給試品閥Vt提供斷續(xù)電流和恢復(fù)電壓；試品閥Vt兩端并聯(lián)有電容模擬雜散電容Ct ；隔離閥Val隔離低電壓的電流源與高電壓的電壓源；Li、L2、Ct、Cs和Q是根據(jù)換相過沖，關(guān)斷時(shí)電流的di/dt和極性變化時(shí)電壓的dv/dt而確定。Ct是換流閥的雜散電容，與運(yùn)行參數(shù)成比例。Ll代表換相電抗。在試驗(yàn)中Ll，Cs和Ct與試品閥阻尼電路相結(jié)合抑制換相過沖。L2和Cs —起，在極性反轉(zhuǎn)時(shí)抑制電壓的斜率。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定斷續(xù)電流試驗(yàn)要求閥在以下兩種條件下，持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間以再現(xiàn)直流斷續(xù)電流運(yùn)行造成的應(yīng)力1.在控制角α =90°，以最大交流電壓運(yùn)行；2.在控制角 α min下以最小交流電壓運(yùn)行。試驗(yàn)分四個(gè)階段，即預(yù)熱階段、試驗(yàn)階段、再次返回預(yù)熱階段、停機(jī)階段。1、預(yù)熱階段首先采用本發(fā)明特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路為試品閥預(yù)熱；電流源和電壓源同時(shí)進(jìn)行升流升壓，達(dá)到預(yù)熱要求參數(shù)后穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，使晶閘管的結(jié)溫達(dá)到要求值后，進(jìn)入下一階段；2、試驗(yàn)階段預(yù)熱結(jié)束后，試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到上述兩種運(yùn)行工況的參數(shù)下運(yùn)行，然后，閉鎖電流源，試品閥單獨(dú)運(yùn)行在電壓源回路，這時(shí)將電壓源輔助閥組(Va2 Va5) 的控制時(shí)序切換到一周波振蕩2次的時(shí)序，通過調(diào)整時(shí)序產(chǎn)生每周波2個(gè)脈波電流；在電流斷續(xù)期間試品閥承受來自電壓源電壓，為試品閥取能創(chuàng)造條件，也滿足工程運(yùn)行條件；兩種工況下的示波圖如圖2和圖3所示；兩種工況下均試驗(yàn)完成后，再次返回預(yù)熱階段；3、再次返回預(yù)熱階段試驗(yàn)階段結(jié)束后，再次返回到預(yù)熱階段；電壓源控制時(shí)序返回到原來控制狀態(tài)，每周期振蕩一次，同時(shí)再次啟動(dòng)電流源，滿足預(yù)熱試驗(yàn)參數(shù)和時(shí)間要求；4、停機(jī)階段預(yù)熱完成后，按一定速率進(jìn)行電流電壓下降調(diào)節(jié)，然后閉鎖電流源和電壓源，結(jié)束試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路，其特征在于，包括電流源、電壓源、阻容分壓器DCPT、電流傳感器DCCT和電容器Ct ；其中電流源與隔離閥Val、試品閥Vt和電流傳感器 DCCT的串聯(lián)電路并聯(lián)，電流傳感器DCCT的低電位接地；試品閥Vt和電流傳感器DCCT串聯(lián)回路與等效換流閥雜散電容的電容器Ct并聯(lián)；電容器Ct與阻容分壓器DCPT并聯(lián)；阻容分壓器DCPT與電壓源并聯(lián)；所述電流源由輔助閥Va2、輔助閥Va3、輔助閥Va4、輔助閥Va5、電抗器Ll、電抗器L2、電容器Cs和電容器Q、電壓源充電回路組成；其中電壓源充電回路與電容器Q并聯(lián)；輔助閥Va5與輔助閥Va2和電容器Q的串聯(lián)回路并聯(lián)；電容器Cs與電抗器 L2和輔助閥Va5的串聯(lián)回路并聯(lián)；電容器Cs高壓端經(jīng)反并聯(lián)輔助閥Va3、Va4和電抗器Ll 的串聯(lián)回路接至阻容分壓器DCPT高壓端；輔助閥Va5正極性端接地；輔助閥Va2正極性端與電壓源充電回路和電容器Q的高壓端相連；輔助閥Va3正極性端與電容器Cs和電抗器 L2連接點(diǎn)相連。
2.如權(quán)利要求1所述特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路的特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)、預(yù)熱階段首先采用特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路為試品閥預(yù)熱；電流源和電壓源同時(shí)進(jìn)行升流升壓，達(dá)到預(yù)熱要求參數(shù)后穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，使晶閘管的結(jié)溫達(dá)到要求值后，進(jìn)入下一階段；2)、試驗(yàn)階段預(yù)熱結(jié)束后，試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到控制角α=90°以最大交流電壓運(yùn)行；或者試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到控制角α min下以最小交流電壓運(yùn)行；然后，閉鎖電流源，試品閥單獨(dú)運(yùn)行在電壓源回路，這時(shí)將電壓源輔助閥組的控制時(shí)序切換到一周波振蕩2次的時(shí)序，通過調(diào)整時(shí)序產(chǎn)生每周波2個(gè)脈波電流；3)、再次返回預(yù)熱階段試驗(yàn)階段結(jié)束后，再次返回到預(yù)熱階段；電壓源控制時(shí)序返回到原來控制狀態(tài)，每周期振蕩一次，同時(shí)再次啟動(dòng)電流源，滿足預(yù)熱試驗(yàn)參數(shù)和時(shí)間要求。
3.如權(quán)利要求2所述特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)方法，其特征在于，所述特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)方法包括以下步驟4)、停機(jī)階段預(yù)熱完成后，進(jìn)行電流電壓下降調(diào)節(jié)，然后閉鎖電流源和電壓源，結(jié)束試驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路及其試驗(yàn)方法，所述試驗(yàn)方法包括以下步驟1)預(yù)熱階段首先采用特高壓換流閥斷續(xù)電流試驗(yàn)回路為試品閥預(yù)熱；2)試驗(yàn)階段預(yù)熱結(jié)束后，試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到控制角α＝90°以最大交流電壓運(yùn)行；或者試驗(yàn)電流和電壓調(diào)整到控制角αmin下以最小交流電壓運(yùn)行；然后，閉鎖電流源，試品閥單獨(dú)運(yùn)行在電壓源回路，這時(shí)將電壓源輔助閥組的控制時(shí)序切換到一周波振蕩2次的時(shí)序，通過調(diào)整時(shí)序產(chǎn)生每周波2個(gè)脈波電流；3)再次返回預(yù)熱階段試驗(yàn)階段結(jié)束后，再次返回到預(yù)熱階段。本發(fā)明試驗(yàn)階段，在電流斷續(xù)期間試品閥承受來自電壓源電壓，為試品閥取能創(chuàng)造條件，也滿足工程運(yùn)行條件。
文檔編號(hào)G01R31/327GK102353897SQ20111016884
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者劉樸, 周會(huì)高, 張長春, 許釩, 黃熹東 申請(qǐng)人:中國西電電氣股份有限公司