專利名稱：：高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于電力電子及電力系統(tǒng)領域，特別涉及到一種高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法。技術背景隨著高壓直流輸電技術在電力系統(tǒng)中應用的逐步推廣，其核心部件——高壓直流輸電換流閥的可靠性成為系統(tǒng)安全的關鍵。而運行試驗，這項對閥的性能預先進行嚴格科學檢驗的一個過程，是關系到高壓直流輸電換流閥設計和制造水平，提高其可靠性的重要手段。目前國際上普遍采用合成試驗方法來進行高壓直流輸電換流閥的運行試驗。其基本思想是采用兩套電源系統(tǒng)分別為晶閘管閥提供大電流和高電壓強度，從而大大降低了每一套試驗電源容量，節(jié)省了資源。本發(fā)明主要是基于這種合成試驗方法而提出的技術方案，主要闡述合成全工況試驗裝置用于高壓直流輸電換流閥三注入試驗的試驗方法，通過一系列輔助閥的觸發(fā)配合，使被試閥耐受同實際運行工況相當?shù)碾妷骸㈦娏髋c熱強度。從而實現(xiàn)對高壓直流輸電換流閥正常運行工況的試驗與考核，而且本試驗方法的實現(xiàn)較為方便、簡單，對于試驗裝置的安全性十分有利。目前國內(nèi)外尚未見到類似的有關高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法方面的公開報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術問題是，為提高高壓直流輸電換流閥工作的穩(wěn)定性與可靠性，增強電網(wǎng)安全，因此需對其進行必要和充分的試驗考核，但目前又缺乏一種對所述試驗方法的規(guī)范標準。為了克服這一缺陷，就需要建立一種對正常運行工況進行可靠性考査的試驗方法。本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法，依靠這一方法所提供的試驗工作時序以及各輔助閥觸發(fā)脈沖狀態(tài)，從而檢驗換流閥的應力承受能力。實現(xiàn)本發(fā)明的目的，是采用下述技術試驗方案來完成的，一種高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法，試驗的同步電壓選擇為大電流源輸入電壓，則高壓直流輸電換流閥三注入試驗的工作時序由同步信號確定，在一個試驗周期T內(nèi)各閥工作時序主要步驟為a、假設以t。，即同步電壓過零點為計時起點；b、ti時亥U，觸發(fā)輔助閥Vi和V2p觸發(fā)Vt的目的是將C上反壓恢復成正向，同時利用直流電壓源對其補充試驗損失的能量，觸發(fā)V21的目的是將C上的電壓變化通過反映到試品閥上，模擬試品閥實際工況中要經(jīng)受的dv/dt強度；c、t2時刻觸發(fā)試品閥Vt和輔助閥V21，C通過Lt對試品閥注入一個電流脈沖，模擬試品閥開通時刻的di/dt強度，檢驗試品閥的電流擴散能力。脈沖寬度決定于C、In以及回路電阻的參數(shù)配合；d、tg時刻即6脈沖橋觸發(fā)角為(X時觸發(fā)V4閥，讓試品閥經(jīng)受試驗大電流強度，保證試品閥的試驗溫度，同時給試品閥補脈沖以保證其處于導通狀態(tài)。在V4閥完全開通之前，電流脈沖過零，輔助閥Vu完成過零關斷，將高電壓電路和大電流電路的隔離；e、t4時刻，觸發(fā)輔助閥Vp將C上反壓恢復成正向，同時利用直流電壓源對其補充試驗損失的能量；f、ts時刻觸發(fā)V2i閥，同時給試品閥補脈沖以保證其處于導通狀態(tài)，電容C第二次通過"對試品閥放電注入電流脈沖，模擬試品閥關斷時刻的di/dt強度。該注入脈沖寬度內(nèi)V4閥完成過零關斷，實現(xiàn)高電壓電路和大電流電路的隔離；g、t6時刻觸發(fā)V22閥，將C上振蕩后的反向高壓加于試品閥上，使試品閥耐受同實際工況相同的電壓波形；h、t7時刻再次觸發(fā)V^V^閥，將C上反壓恢復成正向，為下一次電流注入做準備，同時將C上的電壓變化通過U反映到試品閥上；i、ts時刻再次觸發(fā)試品閥Vt和輔助閥V21，電容C第三次通過1^對試品閥注入電流脈沖，同時帶來2個電壓跳變，引起附屬電氣結構額外的功率損耗，這是同實際運行工況相同的，主要目的即是考驗閥附屬結構的功率損耗在允許范圍內(nèi)；j、t9時刻觸發(fā)輔助閥V22，將C上反向高壓加于試品閥上，使閥耐受同實際情況相同的電壓波形。本發(fā)明的有益效果為，所采用的同步信號具有通用性；所設計的三注入試驗方法簡單易實現(xiàn)，結果明確，對試驗裝置的保護策略有利；該方法滿足高壓直流輸電換流閥最大暫態(tài)運行負載試驗的要求，如溫度、電流強度、附屬電路損耗強度、正反向電壓強度、di/dt強度、dv/dt強度等。圖1為高壓直流輸電換流閥三注入試驗原理電路圖。圖2為高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法流程圖。圖3為高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法觸發(fā)時序圖。圖4為高壓直流輸電換流閥三注入試驗波形。具體實施方式參照圖l，表示高壓直流輸電換流閥三注入試驗原理電路圖。圖中，直流電流源Idc由6脈沖橋組成，V4、V21、V22分別代表輔助閥，Vt代表試品閥，C代表諧振電容器組，L,為諧振電抗器，L2為保護電抗器，LH為大電流電抗器，Vde代表直流電壓源。具體的連接方式為高電壓電路的直流電壓源的陽極輸出連接電壓源輔助閥V,的陽極，V,的陰極串聯(lián)連接保護電抗器L2后與諧振電抗器L,和諧振電容器C的一端相連，諧振電容器C的另一端連接直流電壓源的陰極，諧振電抗器的另一端串接反并聯(lián)的諧振輔助閥V21、V22后與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極連接直流電壓源的陰極。大電流電路的直流電流源Idc的輸出串聯(lián)大電流電抗器LH、大電流輔助閥V4后與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極與直流電流源Idc的陰極相連。參照圖2，表示該高壓直流輸電換流閥三注入試驗的操作步驟流程圖，每一步驟是以一個周期內(nèi)的不同時刻的不同時段為分割的。參照圖3，表示該換流閥三注入試驗方法的觸發(fā)時序圖，也是表示一個周期T內(nèi)各輔助閥和試品閥觸發(fā)時序的狀態(tài)。參照圖4，表示高壓直流輸電換流閥三注入試驗波形圖，分別表示出試品閥上的電流、電壓波形圖。表1表示高壓直流輸電換流閥三注入試驗各閥觸發(fā)脈沖范圍。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1.一種高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法，試驗的同步電壓為大電流源輸入電壓，試驗的工作時序由同步信號確定，其特征在于，在一個試驗周期T的步驟為a.假設以t0，為計時起點；b.t1時刻，觸發(fā)輔助閥V1和V21，模擬試品閥經(jīng)受的dv/dt強度；c.t2時刻，觸發(fā)試品閥Vt和輔助閥V21，模擬試品閥開通時刻的di/dt強度；d.t3時刻即6脈沖橋觸發(fā)角為α時觸發(fā)V4閥；e.t4時刻，觸發(fā)輔助閥V1；f.t5時刻，觸發(fā)V21閥，同時給試品閥補脈沖以保證其處于導通狀態(tài)，模擬試品閥關斷時刻的di/dt強度；g.t6時刻，觸發(fā)V22閥；h.t7時刻，再次觸發(fā)V1、V21閥；i.t8時刻，再次觸發(fā)試品閥Vt和輔助閥V21；j.t9時刻，觸發(fā)輔助閥V22，使試品閥承受反壓。全文摘要高壓直流輸電換流閥三注入試驗方法，屬于電力電子及電力系統(tǒng)領域，試驗的同步電壓為大電流源輸入電壓，工作時序由同步信號確定，一個試驗周期T內(nèi)，以t₀為起點；t₁時觸發(fā)輔助閥V₁和V₂₁，模擬dv/dt強度；t₂時觸發(fā)試品閥V_t和輔助閥V₂₁，模擬開通時的di/dt強度；t₃時，6脈沖橋觸發(fā)角為α時觸發(fā)V₄閥；t₄時，觸發(fā)輔助閥V₁；t₅時，觸發(fā)V₂₁閥，同時給試品閥補脈沖使其導通，模擬關斷時的di/dt強度；t₆時觸發(fā)V₂₂閥；t₇時，再次觸發(fā)V₁、V₂₁閥；t₈時再次觸發(fā)試品閥V_t和輔助閥V₂₁；t₉時刻觸發(fā)輔助閥V₂₂，使試品閥承受反壓。采用的同步信號具有通用性，方法簡單易行，結果明確，滿足高壓直流輸電換流閥最大暫態(tài)運行負載試驗的要求。文檔編號G01R31/00GK101162252SQ20071017582公開日2008年4月16日申請日期2007年10月12日優(yōu)先權日2007年10月12日發(fā)明者楊曉楠,查鯤鵬,湯廣福,溫家良,賀之淵申請人:中國電力科學研究院