專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸電領(lǐng)域，具體講涉及一種直流換流閥試驗(yàn)方法，尤其涉及一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電技術(shù)作為一種高效的輸電途徑，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)中， 并顯著地改變輸電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、改善電網(wǎng)的性能。隨著高壓直流輸電系統(tǒng)電壓及輸送容量的提高，其關(guān)鍵設(shè)備——直流換流閥的可靠性變得尤為重要，特別是其承受故障態(tài)下的各種極端電流、電壓、熱應(yīng)力的能力。檢驗(yàn)并改善換流閥可靠性的必要手段就是對(duì)其進(jìn)行型式試驗(yàn)。在換流閥型式試驗(yàn)中，故障電流試驗(yàn)的主要目的是考核閥承受短路電流引起的最大電流、電壓和溫度應(yīng)力作用的能力。主要包括以下兩種試驗(yàn)a)后繼閉鎖的單波次故障電流試驗(yàn)——抑制一個(gè)最大幅值的單波次故障電流，從最高溫度開(kāi)始的，跟著閉鎖發(fā)生的反向和正向電壓，包括任何甩負(fù)荷造成的過(guò)電壓；b)無(wú)后繼閉鎖的多波次故障電流試驗(yàn)——在與單波次試驗(yàn)相同的條件下，直到斷路器跳閘前，繼續(xù)存在多波次故障電流，但不再施加正向電壓。目前ABB公司、西門(mén)子公司普遍采用合成方法來(lái)進(jìn)行直流換流閥運(yùn)行試驗(yàn)利用大電流回路6脈沖整流橋通過(guò)模擬橋臂短路來(lái)提供所需的故障電流，諧振高壓回路提供所需的試驗(yàn)電壓，采用這種試驗(yàn)方法，試驗(yàn)對(duì)供電系統(tǒng)的沖擊很大，同時(shí)要求供電系統(tǒng)具有非常高的短路容量，不利于供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，容易影響該供電系統(tǒng)中其余負(fù)荷的正常運(yùn)行，同時(shí)用于隔離高壓回路和大電流回路的隔離閥將經(jīng)受同試品閥相同的故障電流強(qiáng)度， 這極大的降低了試驗(yàn)裝置的安全行和可靠性，試驗(yàn)裝置利用率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，充分利用加熱電流源的短路電流，減小附加故障電流源最大輸出電流設(shè)計(jì)值，提高試驗(yàn)電路的利用效率，節(jié)省成本，可以實(shí)現(xiàn)故障電流的較大范圍的調(diào)節(jié)，能夠滿足常規(guī)高壓直流工程和特高壓直流工程換流閥故障電流試驗(yàn)要求，通用性好。—種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其改進(jìn)之處在于所述方法用的試驗(yàn)裝置包括故障電流源、高電壓源、直流電流源和試品閥Vt ；所述故障電流源中的輔助閥Vosi與試品閥Vt串聯(lián)；所述直流電流源中的輔助閥V41串聯(lián)試品閥Vt組成6脈動(dòng)橋整流器B6的橋臂；所述高電壓源中的反并聯(lián)的正向輔助閥V21和反向輔助閥V22與試品閥Vt串聯(lián)；所述試品閥Vt接地。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述故障電流源包括交流電壓源T3、全波整流橋B4、依次并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3、依次并聯(lián)的輔助閥Vsl、Vs2、Vs3和Vosi、電抗器Lr、依次并聯(lián)的開(kāi)關(guān)S1、S2和S3、調(diào)壓器T4以及電阻R ；所述交流電壓源T3輸出給全波整流器B4 ；全橋整流器B4的輸出給儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3，儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3分別通過(guò)Vsl、Vs2和Vs3與電抗器Lr串聯(lián)后再連接輔助閥Vosi ；所述依次并聯(lián)的開(kāi)關(guān) Si、S2和S3，依次并聯(lián)的輔助閥Vsl、Vs2和Vs3與依次并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3 依次串聯(lián)后再與電阻R串聯(lián)；所述電阻R與全橋整流器B4串聯(lián)；所述調(diào)壓器T4和交流電壓源Τ3并聯(lián)。本發(fā)明提供的第二種優(yōu)選技術(shù)方案所述高電壓源包括直流電壓源Tl、輔助閥 Vs, VI、V21和V22，電容器CO和C、電抗器L3、L2和Ll ；所述直流電壓源Tl正極接輔助閥 Vs陽(yáng)極；輔助閥Vs并聯(lián)電容器CO和電抗器L3 ；所述電抗器L3、輔助閥Vl和電抗器L2依次串聯(lián)；電抗器L2、電容器C和電抗器Ll并聯(lián)；所述電抗器Ll與反并聯(lián)的正向輔助閥V21 和反向輔助閥V22串聯(lián)；所述直流電壓源Tl、電容器CO和C接地。本發(fā)明提供的第三種優(yōu)選技術(shù)方案所述直流電流提供單元包括大電流變壓器 Τ2、6脈動(dòng)橋整流器Β6、電抗器L、輔助閥V41、限流電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和IOkv母線； 所述大電流變壓器Τ2輸出給6脈動(dòng)橋整流器Β6，所述輔助閥V41串聯(lián)試品閥Vt組成6脈動(dòng)橋整流器Β6的橋臂；6脈動(dòng)橋整流器Β6的輸出接電抗器L ；所述大電流變壓器Τ2、限流電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和IOkv母線依次串接；所述6脈動(dòng)橋整流器包括6個(gè)Thy閥。本發(fā)明提供的第四種優(yōu)選技術(shù)方案所述方法包括下述步驟Α、產(chǎn)生高電壓施加于所述的試品閥Vt上；B、為所述試品閥Vt恒流加熱產(chǎn)生所需節(jié)溫；C、產(chǎn)生短路電流，該短路電流流經(jīng)所述試品閥Vt組成試品閥短路電流的一部分；D、向試品閥Vt施加附加電流，該附加電流與步驟C中的短路電流相疊加組成試品閥Vt的故障電流。本發(fā)明提供的第五種優(yōu)選技術(shù)方案所述步驟A中，所述直流電壓源Tl通過(guò)與所述輔助閥Vs、VI、V21、V22的觸發(fā)邏輯時(shí)序配合，在所述CO、C、Li、L2、L3組成的不同振蕩回路的振蕩配合下，產(chǎn)生高電壓施加于所述試品閥Vt上；所述步驟B中，在施加故障電流前，所述的大電流變壓器T2通過(guò)6脈動(dòng)橋整流器 B6和輔助閥V41的配合為所述試品閥Vt恒流加熱產(chǎn)生所需節(jié)溫；所述步驟C中，開(kāi)始施加故障電流，所述大電流變壓器T2控制6脈動(dòng)橋整流器B6 的一個(gè)橋臂短路，并產(chǎn)生所述6脈動(dòng)橋整流器B6的短路電流，該短路電流流經(jīng)所述試品閥 Vt組成試品閥短路電流的一部分；所述步驟D中，所述交流電壓源T3通過(guò)整流控制給所述儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2、Cr3 充電，儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2、Cr3和電抗器Lr通過(guò)輔助閥Vosi的開(kāi)通向試品閥Vt施加附加電流，該附加電流與步驟C中的6脈動(dòng)橋整流器短路電流相疊加組成試品閥Vt的故障電流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果在于本發(fā)明提供的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，通過(guò)一系列輔助閥的觸發(fā)配合，將加熱電流、故障大電流和高電壓壓順序施加于被試直流輸電換流閥，使被試換流閥耐受同實(shí)際故障工況相當(dāng)?shù)臅簯B(tài)電流、熱、電壓應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試閥故障運(yùn)行工況的試驗(yàn)考核；本發(fā)明提供的方法的突出特點(diǎn)是不再用單一的故障電流源給試品閥提供故障電流，而是將加熱電流源的短路電流與附加的故障電流源輸出電流相疊加而形成的復(fù)合電流做為試品閥的故障電流，充分利用了加熱電流源的現(xiàn)有短路電流輸出能力，可以在加熱電流源的短路容量和附加故障電流源最大輸出電流之間進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)化，節(jié)省投資；此外附加電流源采用電容器充放電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)器充電電壓來(lái)改變其輸出電流值，以實(shí)現(xiàn)故障電流的靈活可調(diào)，可以滿足不同電壓等級(jí)直流輸電工程換流閥試驗(yàn)需要，增強(qiáng)設(shè)備適用性。


圖1是高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)裝置原理圖；圖2是后繼閉鎖的單波次故障電流試驗(yàn)波形圖；圖3是無(wú)后繼閉鎖的多波次故障電流試驗(yàn)波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)裝置原理圖，該試驗(yàn)裝置包括故障電流提供源、高電壓源、直流電流源和試品閥Vt，故障電流源中的輔助閥Vosi與試品閥Vt 串聯(lián)；直流電流源中的輔助閥V41串聯(lián)試品閥Vt組成6脈動(dòng)橋整流器B6的橋臂；高電壓源中的反并聯(lián)的正向輔助閥V21和反向輔助閥V22與試品閥Vt串聯(lián)；試品閥Vt接地。故障電流源包括交流電壓源T3、全波整流橋B4、儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3、輔助閥Vsl、Vs2、Vs3和Vosi、電抗器Lr、開(kāi)關(guān)Si、S2和S3、調(diào)壓器T4以及電阻R ；交流電壓源 T3輸出給全波整流器B4 ；全橋整流器B4的輸出給儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3，儲(chǔ)能電容器 CrUCr2和Cr3分別通過(guò)Vsl、Vs2和Vs3與電抗器Lr串聯(lián)后再連接輔助閥Vosi ；開(kāi)關(guān)Si、 S2和S3、輔助閥Vs 1、Vs2、Vs3、儲(chǔ)能電容器Cr 1、Cr2和Cr3依次串聯(lián)后再與電阻R串聯(lián)；電阻R與全橋整流器B4串聯(lián)；調(diào)壓器T4和交流電壓源T3并聯(lián)。高電壓源包括直流電壓源Tl、輔助閥Vs、Vl、V21和V22，電容器CO和C、電抗器L3、 L2和Li，直流電壓源Tl正極接輔助閥Vs陽(yáng)極；輔助閥Vs并聯(lián)電容器CO和電抗器L3，電抗器L3、輔助閥Vl和電抗器L2依次串聯(lián)；電抗器L2、電容器C和電抗器Ll并聯(lián)；電抗器Ll 與反并聯(lián)的正向輔助閥V21和反向輔助閥V22串聯(lián)；直流電壓源Tl、電容器CO和C接地；直流電流源包括大電流變壓器T2、6脈動(dòng)橋整流器Β6、電抗器L、輔助閥V41、限流電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和IOkv母線；大電流變壓器Τ2輸出給6脈動(dòng)橋整流器Β6 ；6脈動(dòng)橋整流器Β6的輸出接電抗器L ；大電流變壓器Τ2、限流電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和IOkv 母線依次串接。本發(fā)明提供的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn)Α、直流電壓源Tl通過(guò)與輔助閥Vs、VI、V21、V22的觸發(fā)邏輯時(shí)序配合，在CO、C、 L1、L2、L3組成的不同振蕩回路的振蕩配合下，產(chǎn)生高電壓施加于試品閥Vt上；B、在施加故障電流前，大電流變壓器T2通過(guò)6脈動(dòng)橋整流器和輔助閥V41的配合向試品閥Vt提供恒流加熱產(chǎn)生所需節(jié)溫；C、開(kāi)始施加故障電流后，大電流變壓器T2通過(guò)控制使6脈動(dòng)橋整流器B6的一個(gè)橋臂短路，并產(chǎn)生6脈動(dòng)橋整流器B6的短路電流，該短路電流流經(jīng)試品閥Vt組成試品閥短路電流的一部分；
權(quán)利要求
1.一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法用的試驗(yàn)裝置包括故障電流源、高電壓源、直流電流源和試品閥Vt ；所述故障電流源中的輔助閥 Vosi與試品閥Vt串聯(lián)；所述直流電流源中的輔助閥V41串聯(lián)試品閥Vt組成6脈動(dòng)橋整流器B6的橋臂；所述高電壓源中的反并聯(lián)的正向輔助閥V21和反向輔助閥V22與試品閥Vt 串聯(lián)；所述試品閥Vt接地。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其特征在于，所述故障電流源包括交流電壓源T3、全波整流橋B4、依次并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和 Cr3、依次并聯(lián)的輔助閥Vsl、Vs2、Vs3和Vosi、電抗器Lr、依次并聯(lián)的開(kāi)關(guān)Si、S2和S3、調(diào)壓器T4以及電阻R ；所述交流電壓源T3輸出給全波整流器B4 ；全橋整流器B4的輸出給儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3，儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3分別通過(guò)Vsl、Vs2和Vs3與電抗器 Lr串聯(lián)后再連接輔助閥Vosi ；所述依次并聯(lián)的開(kāi)關(guān)Si、S2和S3，依次并聯(lián)的輔助閥Vsl、 Vs2和Vs3與依次并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2和Cr3依次串聯(lián)后再與電阻R串聯(lián)；所述電阻R與全橋整流器B4串聯(lián)；所述調(diào)壓器T4和交流電壓源T3并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其特征在于，所述高電壓源包括直流電壓源Tl、輔助閥Vs、Vl、V21和V22，電容器CO和C、電抗器L3、 L2和Ll ；所述直流電壓源Tl正極接輔助閥Vs陽(yáng)極；輔助閥Vs并聯(lián)電容器CO和電抗器L3 ； 所述電抗器L3、輔助閥Vl和電抗器L2依次串聯(lián)；電抗器L2、電容器C和電抗器Ll并聯(lián)；所述電抗器Ll與反并聯(lián)的正向輔助閥V21和反向輔助閥V22串聯(lián)；所述直流電壓源Tl、電容器CO和C接地。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其特征在于，所述直流電流源包括大電流變壓器T2、6脈動(dòng)橋整流器Β6、電抗器L、輔助閥V41、限流電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和IOkv母線；所述大電流變壓器Τ2輸出給6脈動(dòng)橋整流器Β6 ；6 脈動(dòng)橋整流器Β6的輸出接電抗器L ；所述大電流變壓器Τ2、限流電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和IOkv母線依次串接；所述6脈動(dòng)橋整流器包括6個(gè)Thy閥。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟Α、產(chǎn)生高電壓施加于所述的試品閥Vt上；B、為所述試品閥Vt恒流加熱產(chǎn)生所需節(jié)溫；C、產(chǎn)生短路電流，該短路電流流經(jīng)所述試品閥Vt組成試品閥短路電流的一部分；D、向試品閥Vt施加附加電流，該附加電流與步驟C中的短路電流相疊加組成試品閥Vt 的故障電流。
6.如權(quán)利要求5所述的一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟A中，所述直流電壓源Tl通過(guò)與所述輔助閥Vs、Vl、V21、V22的觸發(fā)邏輯時(shí)序配合，在所述CO、C、Li、L2、L3組成的不同振蕩回路的振蕩配合下，產(chǎn)生高電壓施加于所述試品閥Vt上；所述步驟B中，在施加故障電流前，所述的大電流變壓器T2通過(guò)6脈動(dòng)橋整流器B6和輔助閥V41的配合為所述試品閥Vt恒流加熱產(chǎn)生所需節(jié)溫；所述步驟C中，開(kāi)始施加故障電流，所述大電流變壓器T2控制6脈動(dòng)橋整流器B6的一個(gè)橋臂短路，并產(chǎn)生所述6脈動(dòng)橋整流器B6的短路電流，該短路電流流經(jīng)所述試品閥Vt組成試品閥短路電流的一部分；所述步驟D中，所述交流電壓源T3通過(guò)整流控制給所述儲(chǔ)能電容器Crl、Cr2, Cr3充電，儲(chǔ)能電容器Cr 1、Cr2、Cr3和電抗器Lr通過(guò)輔助閥Vosi的開(kāi)通向試品閥Vt施加附加電流，該附加電流與步驟C中的6脈動(dòng)橋整流器短路電流相疊加組成試品閥Vt的故障電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓直流輸電換流閥故障電流復(fù)合試驗(yàn)方法，該方法通過(guò)整流電流源為試品閥Vt提供故障電流前的加熱電流，利用直流電流源短路電流與附加電源的放電電流相復(fù)合的方式為試品閥Vt提供故障電流。本發(fā)明提供的技術(shù)方案充分利用了加熱電流源的短路電流，減小了附加故障電流源最大輸出電流設(shè)計(jì)值，提高了試驗(yàn)電路的利用效率，節(jié)省成本，可以實(shí)現(xiàn)故障電流的較大范圍的調(diào)節(jié)，能夠滿足常規(guī)高壓直流工程和特高壓直流工程換流閥故障電流試驗(yàn)要求，通用性好。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102486515SQ20101057666
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者張新剛, 楊俊 , 查鯤鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院