專利名稱：一種高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子和電力系統(tǒng)模擬試驗(yàn)領(lǐng)域，具體講涉及一種直流輸電換流閥試驗(yàn)方法，尤其涉及一種高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
目前，高壓直流輸電技術(shù)快速發(fā)展并在遠(yuǎn)距離輸電及大規(guī)模電網(wǎng)互聯(lián)方面發(fā)揮顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。隨著直流輸電電壓、輸送容量的提升，直流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備—— 直流換流閥的運(yùn)行可靠性成為系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵，換流閥在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能降低其故障率。直流換流閥發(fā)生概率相對(duì)較大的一種故障就是換相失敗故障，此故障發(fā)生后可導(dǎo)致直流線路短路，造成嚴(yán)重?fù)p失。導(dǎo)致直流換流閥發(fā)生換相失敗的最常見原因?yàn)閾Q流閥在較惡劣但又在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)的關(guān)斷條件未能恢復(fù)阻斷能力。換流閥設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮到換流閥的實(shí)際關(guān)斷條件并通過試驗(yàn)手段來考核試品閥在最惡劣的關(guān)斷條件下能否穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。目前通行的辦法是對(duì)直流換流閥按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)來考核此方面特性。其基本思想是通過兩套電源系統(tǒng)來分別提供試品導(dǎo)通期間的直流大電流和阻斷期間的正反向高電壓。申請(qǐng)人:在申請(qǐng)?zhí)枮?00910243598. 6公開了一種直流換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，通過靈活調(diào)節(jié)高壓小電流源中電容C的充電時(shí)刻來實(shí)現(xiàn)所需的關(guān)斷時(shí)間，同時(shí)配合輔助閥的分壓來獲取所需的最小關(guān)斷電壓，通過增加一次振蕩過程來滿足試品取能，能夠很好的完成最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)，但是這種最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法存在關(guān)斷電壓調(diào)節(jié)范圍小、關(guān)斷時(shí)間受電路參數(shù)限制、通用性不好的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，通過施加沖擊電壓使試品端電壓迅速正向過零以獲取較短的關(guān)斷時(shí)間，使關(guān)斷時(shí)間不受高電壓小電流源中的電容C充電時(shí)間等電路參數(shù)的限制，調(diào)節(jié)范圍較大，適用性強(qiáng)，能滿足常規(guī)高壓直流輸電工程換流閥試驗(yàn)要求及特高壓直流輸電換流閥試驗(yàn)要求。本發(fā)明提供的一種高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其改進(jìn)之處在于所述試驗(yàn)方法用的試驗(yàn)裝置包括低壓大電流直流源1、高壓小電流源4、輔助閥3、 試品閥2 ；其特征在于，所述試驗(yàn)裝置包括沖擊電壓發(fā)生器5 ；所述低壓大電流直流源1、沖擊電壓發(fā)生器5、試品閥2和高壓小電流源4依次并聯(lián)；所述輔助閥3的一端與低壓大電流直流源1、沖擊電壓發(fā)生器5和試品閥2連接；所述輔助閥3的另一端與高壓小電流源4中的諧振電感L連接。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述低壓大電流直流源1包括6脈動(dòng)橋整流器； 所述高壓小電流源4包括充電電源6、諧振電容C和諧振電感L ；所述充電電源6與諧振電容C并聯(lián)后與諧振電感L串聯(lián)。
本發(fā)明提供的第二種優(yōu)選技術(shù)方案所述輔助閥3由多個(gè)晶閘管級(jí)串聯(lián)而成，所述輔助閥3的阻容參數(shù)多級(jí)調(diào)節(jié)。本發(fā)明提供的第三種優(yōu)選技術(shù)方案所述試驗(yàn)方法包括下述步驟
所述試驗(yàn)方法包括下述步驟A、給所述諧振電容C充電；B、觸發(fā)導(dǎo)通所述試品閥2 ；C、讓直流電流流入所述試品閥2 ；D、在直流電流熄滅前導(dǎo)通所述輔助閥3;E、通過輔助閥3的分壓以獲取低的關(guān)斷電壓；F、觸發(fā)所述沖擊發(fā)生器5，獲取較短的關(guān)斷時(shí)間。本發(fā)明提供的第四種優(yōu)選的技術(shù)方案所述步驟A中，給所述諧振電容C充電是讓高壓小電流源4中的充電電源6給諧振電容C充電；所述步驟B中，觸發(fā)導(dǎo)通所述試品閥2，讓高壓小電流源4的電流流入試品閥2中；所述步驟C中，在高壓小電流熄滅前弓I入所述低壓大電流直流源1的直流電流，讓直流電流流入試品閥2 ；所述步驟D中，在直流電流熄滅前導(dǎo)通所述輔助閥3，讓高壓小電流源4的電流再次流入試品閥2中；所述步驟E中，在高壓小電流熄滅后，讓試品閥2承受反向電壓，通過輔助閥3的分壓獲取低的關(guān)斷電壓；所述步驟F中，觸發(fā)所述沖擊發(fā)生器5，施加沖擊電壓使試品閥2端電壓迅速正向過零，獲取較短的關(guān)斷時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果在于本發(fā)明提供的高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，通過輔助閥的分壓實(shí)現(xiàn)低的關(guān)斷電壓，且在試驗(yàn)電壓值既定情況下，利用輔助閥阻容參數(shù)多級(jí)可調(diào)來實(shí)現(xiàn)關(guān)斷電壓較大范圍的調(diào)節(jié)，可以滿足常規(guī)高壓直流輸電工程換流閥試驗(yàn)要求及特高壓直流輸電換流閥試驗(yàn)要求；本發(fā)明提供的方法通過施加沖擊電壓使試品端電壓迅速正向過零以獲取較短的關(guān)斷時(shí)間，這樣使關(guān)斷時(shí)間不受高電壓小電流源中的諧振電容C充電時(shí)間等電路參數(shù)的限制，調(diào)節(jié)范圍較大，適用性強(qiáng)。


圖1高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)裝置的原理框圖；圖2最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)試品閥電壓、電流波形。
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)一步的詳細(xì)說明。高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)裝置的原理框圖如圖1所示，主要由下列單元組成1為低壓大電流直流電源；2為試品閥；3為輔助閥；4為高壓小電流源；5為沖擊電壓發(fā)生器。高壓小電流源4提供試品閥2所需的正向觸發(fā)電壓和試品閥2關(guān)斷后的反向恢復(fù)電壓，以及試品閥2阻斷期間的電壓躍變和正向電壓上升率，可以準(zhǔn)確考核試品閥2取能單元設(shè)計(jì)的正確性；同時(shí)引入高壓小電流源4的小電流，來模擬試品閥2關(guān)斷前的電流變化率；低壓大電流直流源1在試品閥2導(dǎo)通期間注入直流電流，從而正確的等效試品閥2導(dǎo)通電流的峰值，復(fù)現(xiàn)試品閥2導(dǎo)通期間的損耗，在高壓小電流源4電流截止前的幾百微妙內(nèi)， 低壓大電流直流源1的電流過零并且被隔離，同時(shí)確保輔助閥3的安全可靠關(guān)斷。通過施加沖擊電壓使試品閥2端電壓迅速正向過零以獲取較短的關(guān)斷時(shí)間，通過高壓小電流源4中的充電電源6給諧振電容C充電，利用輔助閥3的分壓實(shí)現(xiàn)低的關(guān)斷電壓，采用輔助閥3阻容參數(shù)多級(jí)可調(diào)來實(shí)現(xiàn)關(guān)斷電壓較大范圍的調(diào)節(jié)，試驗(yàn)波形如圖2所示。下面詳細(xì)介紹試驗(yàn)波形產(chǎn)生過程t0時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，此時(shí)諧振電容C電壓為正向電壓，試品閥2承受諧振電容C全部正向電壓；tl時(shí)刻同時(shí)觸發(fā)試品閥2和輔助閥3，試品閥2中流入高壓小電流源(4)的小電流；t2時(shí)刻高壓小電流熄滅前引入低壓大電流直流電源1中的直流電流；t3時(shí)刻充電電源6對(duì)諧振電容C充電；t4時(shí)刻諧振電容C充電完成，電壓正向；t5時(shí)刻直流電流熄滅前開通輔助閥3，試品閥2中再次流入高壓小電流源的小電流；t6時(shí)刻高壓小電流熄滅后，試品閥2承受反向電壓，此電壓即關(guān)斷電壓；t7時(shí)刻觸發(fā)沖擊發(fā)生器5，試品閥2承受沖擊電壓，電壓迅速上升過零，t6與t7之間的時(shí)間間隔即試驗(yàn)所需的最小關(guān)斷時(shí)間；t8時(shí)刻充電電源6給諧振電容C充電，同時(shí)觸發(fā)輔助閥3，試品電壓上升；充電完成后，試品閥2承受諧振電容C全部正向電壓，試驗(yàn)進(jìn)入下一個(gè)周期。本發(fā)明提供的高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，通過輔助閥的分壓實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)所需的低的關(guān)斷電壓；通過施加沖擊電壓使得試品閥反向電壓迅速上升過零以實(shí)現(xiàn)短的關(guān)斷時(shí)間。該方法中試品閥的關(guān)斷電壓及關(guān)斷時(shí)間均靈活可調(diào)，試驗(yàn)方法靈活、適用范圍廣。最后應(yīng)該說明的是結(jié)合上述實(shí)施例說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，所述試驗(yàn)方法用的試驗(yàn)裝置包括低壓大電流直流源(1)、高壓小電流源G)、輔助閥(3)、試品閥O)；其特征在于，所述試驗(yàn)裝置包括沖擊電壓發(fā)生器(5)；所述低壓大電流直流源(1)、沖擊電壓發(fā)生器(5)、試品閥 (2)和高壓小電流源(4)依次并聯(lián)；所述輔助閥(3)的一端與低壓大電流直流源(1)、沖擊電壓發(fā)生器(5)和試品閥(2)連接；所述輔助閥(3)的另一端與高壓小電流源中的諧振電感L連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其特征在于， 所述低壓大電流直流源(1)包括6脈動(dòng)橋整流器；所述高壓小電流源(4)包括充電電源 (6)、諧振電容C和諧振電感L ；所述充電電源(6)與諧振電容C并聯(lián)后與諧振電感L串聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其特征在于， 所述輔助閥(3)由多個(gè)晶閘管級(jí)串聯(lián)而成；所述輔助閥(3)的阻容參數(shù)多級(jí)調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其特征在于， 所述試驗(yàn)方法包括下述步驟A、給所述諧振電容C充電；B、觸發(fā)導(dǎo)通所述試品閥O)；C、讓直流電流流入所述試品閥O)；D、在直流電流熄滅前導(dǎo)通所述輔助閥(3)；E、通過輔助閥(3)的分壓以獲取低的關(guān)斷電壓；F、觸發(fā)所述沖擊發(fā)生器(5)，獲取較短的關(guān)斷時(shí)間。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其特征在于， 所述步驟A中，給所述諧振電容C充電是讓高壓小電流源(4)中的充電電源(6)給諧振電容C充電；所述步驟B中，觸發(fā)導(dǎo)通所述試品閥0)，讓高壓小電流源的電流流入試品閥(2)中；所述步驟C中，在高壓小電流熄滅前引入所述低壓大電流直流源(1)的直流電流，讓直流電流流入試品閥⑵；所述步驟D中，在直流電流熄滅前導(dǎo)通所述輔助閥(3)，讓高壓小電流源(4)的電流再次流入試品閥O)中；所述步驟E中，在高壓小電流熄滅后，讓試品閥⑵承受反向電壓，通過輔助閥(3)的分壓獲取低的關(guān)斷電壓；所述步驟F中，觸發(fā)所述沖擊發(fā)生器(5)，施加沖擊電壓使試品閥( 端電壓迅速正向過零，獲取較短的關(guān)斷時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓直流輸電換流閥最小關(guān)斷角運(yùn)行試驗(yàn)方法。該試驗(yàn)方法通過輔助閥的分壓實(shí)現(xiàn)低的關(guān)斷電壓，且在試驗(yàn)電壓值既定情況下，利用輔助閥阻容參數(shù)多級(jí)可調(diào)來實(shí)現(xiàn)關(guān)斷電壓較大范圍的調(diào)節(jié)，通過施加沖擊電壓使試品端電壓迅速正向過零以獲取較短的關(guān)斷時(shí)間，這樣使關(guān)斷時(shí)間不受高電壓小電流源中的諧振電容C充電時(shí)間等電路參數(shù)的限制，可以滿足常規(guī)高壓直流輸電工程換流閥試驗(yàn)要求及特高壓直流輸電換流閥試驗(yàn)要求，調(diào)節(jié)范圍較大，適用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01R31/327GK102486499SQ20101057667
公開日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)明者楊俊 , 高沖, 魏曉光 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院