專利名稱：沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流換流閥試驗(yàn)方法，具體講涉及沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著高壓直流輸電技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的逐步推廣，其核心部件——大功率高壓串聯(lián)晶閘管閥的可靠性成為系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。而故障電流試驗(yàn)是關(guān)系到高壓串聯(lián)晶閘管閥設(shè)計(jì)和制造水平，提高其可靠性的重要試驗(yàn)手段。其主要目的是驗(yàn)證換流閥承受短路電流引起的最大電流、電壓和溫度應(yīng)力作用的設(shè)計(jì)是正確的。目前普遍采用合成的試驗(yàn)理念來進(jìn)行直流輸電換流閥的故障電流試驗(yàn)。其基本思想是采用直流電流源、故障電流源、高電壓源等多套電源系統(tǒng)分別為換流閥提供加熱電流、故障電流和故障后的正反向高壓。合成試驗(yàn)回路能夠完成下面兩項(xiàng)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)荷造成的過電壓；b)無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。目前的試驗(yàn)電路中高電壓源一般由L、C振蕩電路構(gòu)成，它所提供的高電壓波形正負(fù)對稱。所以對于單波次故障電流試驗(yàn)，一般合成試驗(yàn)回路在故障電流熄滅后為試品提供的正反向高壓幅值大小相等。而在實(shí)際工況中，試品閥在經(jīng)歷故障電流后，換流閥先承受反向電壓，然后電壓上升直至達(dá)到正向峰值，且反向電壓峰值要小于正向電壓峰值，在這個(gè)過程中試品閥節(jié)溫逐漸降低。一般合成試驗(yàn)回路提供的反向過高電壓對剛剛經(jīng)受故障電流節(jié)溫偏高的換流閥很不利，有損壞試品閥的可能。此外，實(shí)際工況中換流閥所承受的正向電壓峰值時(shí)刻是在其反向電壓過零后5ms，對于一般合成試驗(yàn)回路，為達(dá)到此項(xiàng)要求必須修改電路有關(guān)參數(shù)，既增加投資又給試驗(yàn)操作帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，采用正負(fù)對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合以形成正負(fù)不對稱的正反向高壓，且沖擊電壓施加時(shí)刻可以任意選取，幅值根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，可以是試品電壓在既定時(shí)刻準(zhǔn)確達(dá)到所需電壓峰值，試驗(yàn)方式靈活、安全，可適用于不同直流工程的換流閥。本發(fā)明提供的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，所述方法用的試驗(yàn)裝置包括試品閥1、直流電流源2、輔助閥3、故障電流源4 ；其改進(jìn)之處在于所述方法用的試驗(yàn)裝置包括沖擊發(fā)生器5 ；所述沖擊發(fā)生器5和試品閥1并聯(lián)后與輔助閥3串聯(lián)；所述試品閥1串聯(lián)輔助閥3組成直流電流源2中6脈動(dòng)橋整流器B6的橋臂；所述故障電流源4中的電感L與沖擊發(fā)生器5并聯(lián)。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案中所述試驗(yàn)裝置中的故障電流源4包括直流電壓源Tl、調(diào)壓器T2、電容器、電抗器、隔離閥、電阻和開關(guān)；電容器包括依次并聯(lián)的電容器 C1、C2、C3，電抗器為L，隔離閥包括依次并聯(lián)的隔離閥V1、V2、V3，電阻為R，開關(guān)包括依次并聯(lián)的開關(guān)Si、S2和S3 ；所述隔離閥VI、V2和V3，電容器Cl、C2和C3，開關(guān)Si、S2和S3與電抗器L依次串聯(lián)；所述電阻R和開關(guān)Si、S2和S3串聯(lián)；所述直流電壓源Tl的輸出連接電阻R ；所述電阻R和開關(guān)連接；所述開關(guān)S1、S2和S3分別與隔離閥V1、V2、V3連接；所述調(diào)壓器T2和直流電壓源Tl并聯(lián)。本發(fā)明提供的第二種優(yōu)選的技術(shù)方案中所述試驗(yàn)裝置中直流電流源2包括大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、電抗器Lh和Ll以及6脈動(dòng)整流器B6 ；所述大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)和限流電抗器依次串聯(lián)；6脈動(dòng)橋整流器B6的輸出端接依次串聯(lián)的電抗器Lh和Li。本發(fā)明提供的第三種優(yōu)選的技術(shù)方案中所述方法包括下述步驟A、所述直流電流源2工作并使得輸出電流值達(dá)到加熱電流值，故障電流源4中的開關(guān)閉合為電容器充電，使電容器的電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值；B、閉鎖所述輔助閥3，讓直流電流源2的直流電流流入試品閥1中，加熱試品閥1 ；C、所述試品閥1被加熱到一定結(jié)溫后，開通故障電流源4中的隔離閥VI、V2和V3， 讓故障電流源4向試品閥1流入故障電流，進(jìn)而產(chǎn)生試品閥1的故障電壓；D、觸發(fā)所述的沖擊電壓發(fā)生器5，使沖擊電壓發(fā)生器5給試品閥1提供沖擊電壓， 與故障電流源4的故障電壓相復(fù)合組成試品閥1的電壓。本發(fā)明提供的第四種優(yōu)選的技術(shù)方案中所述步驟A中，在單波次故障電流試驗(yàn)中，故障電流源4中的開關(guān)Sl閉合為電容器Cl充電，使電容器Cl的電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值； 在三波次故障電流試驗(yàn)中，故障電流源4中的開關(guān)Si、S2和S3分別為電容器Cl、C2和C3 充電，使電容器Cl、C2和C3的電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值。本發(fā)明提供的第五種優(yōu)選的技術(shù)方案中所述步驟C中，在單波次故障電流試驗(yàn)中，故障電流源4為試品閥1提供故障電流后的反向電壓和部分正向電壓；所述步驟D中， 在單波次故障電流試驗(yàn)中，所述沖擊電壓為正向沖擊電壓；在三波次故障電流試驗(yàn)中，所述沖擊電壓為反向沖擊電壓，在第二個(gè)故障電流后施加于試品閥1上。本發(fā)明提供的第六種優(yōu)選的技術(shù)方案中所述方法采用正負(fù)對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合形成正負(fù)不對稱的正反向高壓，使試品電壓在既定時(shí)刻準(zhǔn)確達(dá)到所需電壓峰值。本發(fā)明提供的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)電路相對簡單，省掉了一般故障電流試驗(yàn)中的高電壓源，由沖擊發(fā)生器替代高電壓源，采用正負(fù)對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合以形成正負(fù)不對稱的正反向高壓，且沖擊電壓施加時(shí)刻可以任意選取，幅值根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，可以是試品電壓在既定時(shí)刻準(zhǔn)確達(dá)到所需電壓峰值， 試驗(yàn)方法靈活、安全，可適用于不同直流工程的換流閥。


圖1中擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)裝置；圖2后繼閉鎖的單波次故障電流試驗(yàn)波形；圖3無后繼閉鎖的多波次故障電流試驗(yàn)波形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1給出了沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)裝置，該裝置包括試品閥1、直流電流源2、輔助閥3、故障電流源4和沖擊發(fā)生器5。沖擊發(fā)生器5和試品閥 1并聯(lián)后與輔助閥3串聯(lián)；試品閥1串聯(lián)輔助閥3組成直流電流源2中6脈動(dòng)橋整流器B6 的橋臂；故障電流源4中的電感L與沖擊發(fā)生器5并聯(lián)。試驗(yàn)中由直流電流源2為試品閥1提供故障電流前的加熱電流，使其節(jié)溫達(dá)到一基值，在試品中的加熱電流熄滅后輔助閥3將直流電流源部分2隔離；試品閥1被加熱到一定節(jié)溫后，故障電流源4向試品閥1提供故障電流，在單波次故障電流試驗(yàn)中還向試品閥1 提供故障電流后的反向電壓和部分正向電壓；沖擊電壓發(fā)生器5為向試品閥1提供沖擊電壓，在單波次故障電流試驗(yàn)中，沖擊電壓為正向沖擊電壓，與故障電流源4提供的正向電壓相復(fù)合組成試品閥1的正向電壓，抑制一個(gè)最大幅值的單波次故障電流。在三波次故障電流試驗(yàn)中，此沖擊電壓為反向沖擊電壓，在第二個(gè)故障電流后施加于試品閥1上。圖2給出了后繼閉鎖的單波次故障電流試驗(yàn)波形，在單波次故障電流試驗(yàn)中，沖擊電壓為正向沖擊電壓，與故障電流源提供的正向電壓相復(fù)合組成試品閥的正向電壓，抑制一個(gè)最大幅值的單波次故障電流，從最高溫度開始的，跟著閉鎖發(fā)生的反向和正向電壓， 包括任何甩負(fù)荷造成的過電壓。單波次故障電流試驗(yàn)步驟如下1)直流電流源2工作并使得輸出電流值達(dá)到加熱電流值，故障電流源4中Sl開關(guān)閉合并對充電電容器Cl充電，使Cl電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值；2)輔助閥3解鎖，試品閥1流入直流電流源2提供的直流電流使其預(yù)熱；3)預(yù)熱完成后，閉鎖輔助閥3，開通故障電流源4中輔助閥VI，使試品閥1承受故障電流；4)故障電流熄滅后，充電電容器Cl電壓反向，試品閥1承受反向電壓；5)再次對充電電容器Cl充電，使其電壓達(dá)到故障電流前水平；6)在故障電流后的5ms時(shí)刻沖擊電壓發(fā)生器5觸發(fā)，給試品閥1施加正向沖擊電壓。圖3給出了無后繼閉鎖的多波次故障電流試驗(yàn)波形，在三波次故障電流試驗(yàn)中， 沖擊電壓為反向沖擊電壓，在第二個(gè)故障電流后施加于試品閥上。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。三波次故障電流試驗(yàn)步驟如下1)直流電流源2工作并使得輸出電流值達(dá)到加熱電流值，故障電流源4中開關(guān) Si、S2、S3合閘并對充電電容器Cl、C2、C3充電，使其電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值；2)輔助閥3解鎖，試品閥1流入直流電流源2提供的直流電流使其預(yù)熱；3)預(yù)熱完成后，閉鎖輔助閥3，開通故障電流源4中輔助閥VI，使試品閥1承受第一個(gè)波次故障電流；4)開通故障電流源4中的輔助閥V2，使得試品閥1承受第二個(gè)波次故障電流；5)在故障電流后的5ms時(shí)刻觸發(fā)沖擊電壓發(fā)生器5，使沖擊發(fā)生器5向試品閥1 施加反向沖擊電壓；
6)開通故障電流源中的輔助閥V3，使得試品閥1承受第三個(gè)波次故障電流。本發(fā)明提供的試驗(yàn)方法所用的試驗(yàn)電路簡單，省掉了故障電流試驗(yàn)中的高電壓源，由沖擊發(fā)生器替代，解決了試品閥正反向電壓對稱的問題，使試驗(yàn)更安全；由于沖擊電壓施加時(shí)刻電壓幅值連續(xù)可調(diào)，試品電壓在既定時(shí)刻準(zhǔn)確達(dá)到所需電壓峰值，試驗(yàn)方式靈活，可適用于不同直流工程的換流閥。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待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，所述方法用的試驗(yàn)裝置包括試品閥(1)、直流電流源O)、輔助閥(3)、故障電流源(4)；其特征在于，所述方法用的試驗(yàn)裝置包括沖擊發(fā)生器(5)；所述沖擊發(fā)生器( 和試品閥(1)并聯(lián)后與輔助閥(3)串聯(lián)； 所述試品閥(1)串聯(lián)輔助閥C3)組成直流電流源( 中6脈動(dòng)橋整流器B6的橋臂；所述故障電流源⑷中的電感L與沖擊發(fā)生器(5)并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置中的故障電流源(4)包括直流電壓源Tl、調(diào)壓器T2、電容器、電抗器、 隔離閥、電阻和開關(guān)；電容器包括依次并聯(lián)的電容器Cl、C2、C3，電抗器為L，隔離閥包括依次并聯(lián)的隔離閥VI、V2、V3，電阻為R，開關(guān)包括依次并聯(lián)的開關(guān)Si、S2和S3 ；所述隔離閥 VU V2和V3，電容器C1、C2和C3，開關(guān)S1、S2和S3與電抗器L依次串聯(lián)；所述電阻R和開關(guān)Si、S2和S3串聯(lián)；所述直流電壓源Tl的輸出連接電阻R ；所述電阻R和開關(guān)連接；所述開關(guān)Si、S2和S3分別與隔離閥VI、V2、V3連接；所述調(diào)壓器T2和直流電壓源Tl并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置中直流電流源(2)包括大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、電抗器Lh和Ll以及6脈動(dòng)整流器B6 ；所述大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)和限流電抗器依次串聯(lián)；6脈動(dòng)橋整流器B6的輸出端接依次串聯(lián)的電抗器Lh和Li。
4.如權(quán)利要求1所述的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，所述方法包括下述步驟A、所述直流電流源(2)工作并使得輸出電流值達(dá)到加熱電流值，故障電流源中的開關(guān)閉合為電容器充電，使電容器的電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值；B、閉鎖所述輔助閥(3)，讓直流電流源⑵的直流電流流入試品閥(1)中，加熱試品閥⑴；C、所述試品閥(1)被加熱到一定結(jié)溫后，開通故障電流源⑷中的隔離閥V1、V2和V3， 讓故障電流源向試品閥(1)流入故障電流，進(jìn)而產(chǎn)生試品閥(1)的故障電壓；D、觸發(fā)所述的沖擊電壓發(fā)生器(5)，使沖擊電壓發(fā)生器( 給試品閥(1)提供沖擊電壓，與故障電流源⑷的故障電壓相復(fù)合組成試品閥(1)的電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟A中，在單波次故障電流試驗(yàn)中，故障電流源中的開關(guān)Sl閉合為電容器Cl充電，使電容器Cl的電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值；在三波次故障電流試驗(yàn)中，故障電流源 ⑷中的開關(guān)S1、S2和S3分別為電容器C1、C2和C3充電，使電容器C1、C2和C3的電壓達(dá)到試驗(yàn)所需值。
6.如權(quán)利要求1所述的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟C中，在單波次故障電流試驗(yàn)中，故障電流源(4)為試品閥(1)提供故障電流后的反向電壓和部分正向電壓；所述步驟D中，在單波次故障電流試驗(yàn)中，所述沖擊電壓為正向沖擊電壓；在三波次故障電流試驗(yàn)中，所述沖擊電壓為反向沖擊電壓，在第二個(gè)故障電流后施加于試品閥(1)上。
7.如權(quán)利要求1所述的沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法采用正負(fù)對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合形成正負(fù)不對稱的正反向高壓， 使試品電壓在既定時(shí)刻準(zhǔn)確達(dá)到所需電壓峰值。
全文摘要
本發(fā)明提供了沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗(yàn)方法。本發(fā)明提供的技術(shù)方案采用正負(fù)對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合以形成正負(fù)不對稱的正反向高壓，使試品電壓在既定時(shí)刻準(zhǔn)確達(dá)到所需電壓峰值。試驗(yàn)電路相對簡單，省掉了一般故障電流試驗(yàn)中的高電壓源，由沖擊發(fā)生器替代，試驗(yàn)方式靈活、安全，可適用于不同直流工程的換流閥。
文檔編號G01R31/327GK102486517SQ20101057668
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者楊俊 , 查鯤鵬, 湯廣福, 高沖 申請人:中國電力科學(xué)研究院