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      晶閘管閥過電流試驗裝置的制作方法

      文檔序號:7287922閱讀:337來源:國知局
      專利名稱:晶閘管閥過電流試驗裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)及電力電子系統(tǒng)當(dāng)中的晶閘管閥的試驗裝置,具體是涉及一種大功率電力電子裝置晶閘管閥過電流試驗裝置。
      背景技術(shù)
      隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,“西電東送,南北互供,全國聯(lián)網(wǎng)”電力工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。如何在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的同時大幅度提高電網(wǎng)資源的使用效率、克服輸配電的瓶頸、實現(xiàn)電力系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置,已成為當(dāng)前亟待解決的戰(zhàn)略性技術(shù)問題。靈活交流輸電系統(tǒng)(F1exible AC Transmission System,F(xiàn)ACTS)和直流輸電(High Voltage Direct Current,HVDC)技術(shù)是解決這些問題的有效措施。以大功率電力電子元器件為基礎(chǔ)的高壓串聯(lián)閥及其附屬電路是FACTS的和HVDC的核心部件,由于其自身的脆弱性,運行可靠性還比較低,這極大地限制了FACTS和HVDC的發(fā)展,因此提高高壓串聯(lián)閥的運行可靠性及其在各種電力系統(tǒng)狀態(tài)下的生存能力已成為一個關(guān)系到FACTS和HVDC能否在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題。
      電力系統(tǒng)故障、控制系統(tǒng)誤動作及一些意外事故都可能導(dǎo)致高壓串聯(lián)閥的過電流故障。過電流將引起晶閘管的結(jié)溫上升,從而使其耐受電壓的能力大為下降,因此在承受過電流后如對其施加電壓(正向或反向),就可能引起閥的損壞。過電流試驗裝置用來對FACTS和HVDC設(shè)備高壓閥進行過電流或者故障電流試驗的裝置,它能夠檢驗閥耐受故障電流、電壓及其相關(guān)熱效應(yīng)能力。
      過電流試驗裝置與傳統(tǒng)的試驗裝置有很多的不同它完全屬于電力電子設(shè)備試驗的范疇,不僅是試品,其試驗裝置本身也將集成大量的高電壓、大電流的閥,運用了很多的電力電子技術(shù);同時,過電流試驗裝置的試驗方法、試驗參數(shù)與試品實際運行工況及運行條件也有很密切的關(guān)系。因此,過電流試驗裝置的研制,需要對這些問題都有充分了認識和理解。
      與傳統(tǒng)控制對象相比,主要的技術(shù)難點如下1)大電流、高電壓的隔離和控制問題;2)高電位的送能和監(jiān)測、測量等問題;3)高壓大電流閥的串聯(lián)及其相關(guān)技術(shù);4)晶閘管閥的觸發(fā)與實時監(jiān)測。5)保證試驗波形與實際波形的等效性;6)可靈活調(diào)節(jié)。這些技術(shù)難點決定了高壓閥過電流試驗裝置的開發(fā)具有非常大的技術(shù)難度。
      國外各大公司雖然都具有自己的過電流試驗裝置。但由于各種原因,其過電流試驗裝置都多少的存在等效性差、調(diào)節(jié)不靈活和不滿足IEC標準的問題瑞士ABB的過電流試驗回路僅適合對TSC閥進行過電流試驗,而其試驗電壓、電流較低,頻率固定,沒有正向加壓過程;瑞典ABB的試驗回路只適合對HVDC閥進行過電流試驗,且過電流峰值也比較??;SIEMENS的試驗回路雖然可滿足兩種試驗的要求,但用于測試TSC時頻率固定,且電路參數(shù)調(diào)節(jié)很不方便,在過電流后加電壓時,沒有將反向恢復(fù)過沖也加在試品閥上,這也不符合IEC標準的要求;TOSHIBA試驗回路的試驗參數(shù)低,且用開關(guān)切換時試品閥的溫度會很快下降,等效性能更差。
      而對于國內(nèi)來說,該領(lǐng)域雖然有很大的應(yīng)用前景但由于種種原因仍然處于空白。

      發(fā)明內(nèi)容
      為了解決上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種大功率電力電子裝置(High powerelectronics Equipment)晶閘管閥(Thyristor Valve)過電流試驗裝置(Overcurrent testEquipment)具有如下功能1)完全按照IEC標準的要求對TSC閥進行各種過電流試驗;2)完全按照IEC標準的要求對HVDC閥進行各種過電流試驗;3)按照實際工況的要求(由于沒有相應(yīng)的國際標準)對TCSC等FACTS裝置的閥進行過電流試驗。
      本發(fā)明的過電流試驗回路較好地模擬了FACTS和HVDC中的高壓串聯(lián)閥的過電流及其相應(yīng)的電壓和熱應(yīng)力,是目前最完善的FACTS閥和HVDC閥兼用的過電流試驗電路。
      本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的大功率電力電子裝置(Highpower electronics Equipment)晶閘管閥(ThyristorValve)過電流試驗裝置的試驗回路由大電流源、諧振回路和高電壓回路三部分組合而成,大電流源通過加熱閥與試品閥連接并與諧振回路隔離,諧振回路通過諧振閥與試品閥相連并與大電流源隔離。大電流源提供加熱電流,諧振回路提供過電流及相應(yīng)的閉鎖電壓,高電壓回路輔助實現(xiàn)HVDC閥的特殊試驗要求;通過調(diào)節(jié)諧振回路的不同電容、電抗組合可產(chǎn)生不同的試驗電流頻率。
      試驗回路當(dāng)中還設(shè)有加熱輔助閥,用于控制試品閥的加熱電流;諧振回路輔助閥,用于控制試品閥上的電壓和通過的過電流;高電壓回路輔助閥,用于控制加在試品閥上的輔助試驗電壓;充電回路采用晶閘管恒流調(diào)壓全橋整流為諧振電容充電;保護支路用來保護高電壓和低電壓回路的互通故障。
      對于靈活交流輸電裝置閥的試驗,過電流前后的試驗電壓可由電容器上的充電電壓提供;對于高壓直流輸電閥的試驗,需要更高的試驗電壓時或?qū)﹄娏麟妷旱呐浜嫌刑厥庖髸r,就由高電壓回路提供試驗電壓。
      過電流試驗裝置二次監(jiān)控及調(diào)節(jié)系統(tǒng)由多個處理單元組成,通過分層式的結(jié)構(gòu)組成方式實現(xiàn)對多個監(jiān)控量的采集與監(jiān)控;系統(tǒng)內(nèi)部通過CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)現(xiàn)場級的數(shù)據(jù)共享通道,提高了系統(tǒng)可靠性和靈活性。監(jiān)控系統(tǒng)采用了分層分布式結(jié)構(gòu),將多個不同的子系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來。
      TSC閥和HVDC閥的過電流試驗波形分別如圖3和圖4所示。
      由于采用了上述的技術(shù)方案,本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明的過電流試驗裝置可同時滿足SVC、TCSC雙向閥和HVDC單向閥的過電流不閉鎖試驗、過電流閉鎖承受正向電壓試驗和過電流閉鎖承受反向電壓等試驗的要求。
      新本發(fā)明的過電流試驗回路較好地模擬了FACTS和HVDC中的高壓串聯(lián)閥的過電流及其相應(yīng)的電壓和熱應(yīng)力,是目前最完善的FACTS閥和HVDC閥兼用的過電流試驗電路。
      1、可以同時滿足HVDC、TSC、TCR、TCSC等多種大功率電力電子裝置高壓閥過電流試驗的要求;2、大大提高了試驗參數(shù)能力,可以滿足今后很長一段時間的發(fā)展需要,超過了國外類似功能的試驗裝置;3、克服了國外過電流試驗裝置的缺點,在試驗等效性上有很大的提高,真正完全滿足IEC標準的試驗要求;4、先進的控制系統(tǒng),可實現(xiàn)靈活、快速、安全的控制功能;5、具有可擴展性;6、具有晶閘管閥主動保護方式。


      圖1是本發(fā)明的晶閘管閥過電流試驗裝置一次回路原理框圖;圖2是本發(fā)明的晶閘管閥過電流試驗裝置二次系統(tǒng)層次框圖;圖3、圖4和圖5分別是本發(fā)明的晶閘管閥過電流試驗實測試驗波形圖。
      具體實施例方式
      下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
      如圖1所示,試驗回路由三部分組合而成。大電流源提供加熱電流,諧振回路提供過電流及相應(yīng)的閉鎖電壓,高電壓回路輔助實現(xiàn)HVDC閥的特殊試驗要求。
      VI為加熱輔助閥,用于控制試品閥的加熱電流;VS為諧振回路輔助閥,用于控制試品閥上的電壓和通過的過電流;VV為高電壓回路輔助閥,用于控制加在試品閥上的輔助試驗電壓;VT為試品閥。通過調(diào)節(jié)諧振回路的不同電容、電抗組合可產(chǎn)生不同的試驗電流頻率。一般試驗條件下,過電流前后的試驗電壓可由電容器上的充電電壓提供,需要更高的試驗電壓時或?qū)﹄娏麟妷旱呐浜嫌刑厥庖髸r,就由高電壓回路提供試驗電壓。
      試驗控制過程的關(guān)鍵在于各個不同的輔助閥與試品閥之間的配合,控制不同的能量流向,從而實現(xiàn)預(yù)定的試驗功能。充電回路采用晶閘管恒流調(diào)壓全橋整流為諧振電容充電;保護支路用來保護高電壓和低電壓回路的互通故障。
      過電流試驗裝置二次監(jiān)控及調(diào)節(jié)系統(tǒng)由多個處理單元組成,通過分層式的結(jié)構(gòu)組成方式實現(xiàn)對多個監(jiān)控量的采集與監(jiān)控。系統(tǒng)內(nèi)部通過CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)現(xiàn)場級的數(shù)據(jù)共享通道,提高了系統(tǒng)可靠性和靈活性。系統(tǒng)組成框圖見圖2。監(jiān)控系統(tǒng)采用了分層分布式結(jié)構(gòu),將多個不同的子系統(tǒng)有機的聯(lián)結(jié)起來。
      TSC閥和HVDC閥的過電流試驗波形分別如圖3和圖4所示。
      權(quán)利要求
      1.一種大功率電力電子裝置晶閘管閥過電流試驗裝置,其特征是試驗回路由大電流源、諧振回路和高電壓回路、充電回路和保護支路五部分組合而成,大電流源通過加熱閥VI與試品閥連接并與諧振回路隔離,諧振回路通過諧振閥VS與試品閥相連并與大電流源隔離;大電流源提供加熱電流,諧振回路提供過電流及相應(yīng)的閉鎖電壓,高電壓回路輔助實現(xiàn)HVDC閥的特殊試驗要求;通過調(diào)節(jié)諧振回路的不同電容、電抗組合可產(chǎn)生不同的試驗電流頻率;充電回路采用晶閘管恒流調(diào)壓全橋整流為諧振電容充電;保護支路用來保護高電壓和低電壓回路的互通故障;過電流試驗裝置二次監(jiān)控及調(diào)節(jié)系統(tǒng)由多個處理單元組成,通過分層式分布式的結(jié)構(gòu)組成方式,將多個不同的子系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來,實現(xiàn)對多個監(jiān)控量的采集與監(jiān)控;系統(tǒng)內(nèi)部通過CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)現(xiàn)場級的數(shù)據(jù)共享通道,可以滿足所有過電流試驗的控制、監(jiān)測和保護功能;對于靈活交流輸電裝置閥的試驗,過電流前后的試驗電壓可由電容器上的充電電壓提供;對于高壓直流輸電閥的試驗,需要更高的試驗電壓時或?qū)﹄娏麟妷旱呐浜嫌刑厥庖髸r,就由高電壓回路提供試驗電壓。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電力電子裝置晶閘管閥過電流試驗裝置,其特征是試驗回路當(dāng)中還設(shè)有加熱輔助閥,用于控制試品閥的加熱電流;諧振回路輔助閥,用于控制試品閥上的電壓和通過的過電流;高電壓回路輔助閥,用于控制加在試品閥上的輔助試驗電壓;P保護支路采用電力電子高壓閥實現(xiàn)。
      全文摘要
      一種晶閘管閥過電流試驗裝置。試驗回路中大電流源提供加熱電流,諧振回路提供過電流及相應(yīng)的閉鎖電壓,高電壓回路輔助實現(xiàn)HVDC閥的特殊試驗要求;通過調(diào)節(jié)諧振回路的不同電容、電抗組合可產(chǎn)生不同的試驗電流頻率及其它電流波形參數(shù)。加熱輔助閥用于控制試品閥的加熱電流,諧振回路輔助閥用于控制試品閥上的電壓和通過的過電流,高電壓回路輔助閥用于控制加在試品閥上的輔助試驗電壓,充電回路采用晶閘管恒流調(diào)壓全橋整流為諧振電容充電。過電流試驗裝置二次監(jiān)控及調(diào)節(jié)系統(tǒng)由多個處理單元組成,通過分層式的結(jié)構(gòu)組成方式實現(xiàn)對多個監(jiān)控量的采集與監(jiān)控;系統(tǒng)內(nèi)部通過CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)現(xiàn)場級的數(shù)據(jù)共享通道,提高了系統(tǒng)可靠性和靈活性。
      文檔編號H02M7/155GK1834670SQ20061006492
      公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
      發(fā)明者賀之淵, 湯廣福, 鄧占鋒, 雷晰, 李志麒 申請人:中國電力科學(xué)研究院
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