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裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電換流閥故障電流試驗裝置，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裝置。
背景技術(shù)：
隨著功率半導(dǎo)體期間容量的增大，以高壓串聯(lián)半導(dǎo)體器件技術(shù)為基礎(chǔ)的高壓直流輸電技術(shù)得到迅速發(fā)展，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，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。而故障電流試驗是關(guān)系到高壓串聯(lián)晶閘管閥設(shè)計和制造水平，提高其可靠性的重要試驗手段。其主要目的是驗證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)計是正確的。目前國際普遍采用合成實驗方法即通過多套電源系統(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。故障電流試驗包括以下兩個試驗項目a)后繼閉鎖的單波次故障電流試驗——抑制一個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，包括任何甩負荷造成的過電壓；(參考圖2所示試驗波形)b)無后繼閉鎖的多波次故障電流試驗——在與單波次試驗相同的條件下，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。(參考圖3所示試驗波形)目前的試驗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對稱。所以對于單波次故障電流試驗，一般合成試驗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到正向峰值，且反向電壓峰值要小于正向電壓峰值，在這個過程中試品閥節(jié)溫逐漸降低。一般合成試驗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，有損壞試品的可能。此外，實際工況中換流閥所承受的正向電壓峰值時刻是在其反向電壓過零后5ms，對于一般合成試驗回路，為達到此項要求必須修改電路有關(guān)參數(shù)，既增加投資又給試驗操作帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗裝置，該裝置采用正負對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合以形成正負不對稱的正反向高壓，且沖擊電壓施加時刻可以任意選取，幅值根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，試驗方式靈活、安全，能充分滿足單波次故障電流和三波次故障電流的試驗要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗裝置，所述裝置包括直流電流源、輔助閥V、試品閥vt、故障電流源和沖擊電壓發(fā)生器；其改進之處在于所述沖擊電壓發(fā)生器、故障電流源并聯(lián)在試品閥Vt兩端；所述試品閥Vt串聯(lián)輔助閥V組成直流電流源中6 脈動橋整流器B6的橋臂；所述試品閥Vt負端接地；所述直流電流源包括大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、電抗器Lh和Ll以及6脈動橋整流器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)；所述6脈動橋整流器B6的輸出端接依次串聯(lián)的電抗器Lh和Li。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述故障電流源包括充電裝置，放電電容器C1、C2和C3，放電電抗器Li，隔離閥V1、V2和V3，隔離刀閘S1、S2、和S3 ；所述充電裝置包括交流電源T3，整流裝置T2和電阻R ；其中所述交流電源并聯(lián)整流裝置后與電阻R串聯(lián)； 所述電阻R與隔離刀閘Sl、S2、S3分別串聯(lián)；所述隔離閥Vl、V2和V3，放電電容器Cl、C2和 C3，隔離刀閘S1、S2和S3與放電電抗器L依次串聯(lián)；所述電阻R和隔離刀閘S1、S2和S3串聯(lián)；所述交流電源T3的輸出連接電阻R ；所述電阻R和隔離刀閘Si、S2和S3串聯(lián)連接；所述隔離刀閘S1、S2和S3分別與隔離閥V1、V2、V3連接。本發(fā)明提供的第二種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述沖擊電壓發(fā)生器包括電源Tl，電容 C4，電阻Rl和點火球隙Ql和Q2 ；所述電源Tl、電容C4和電阻Rl依次并聯(lián)；所述電源Tl和電容C4兩端分別與地和點火球隙Ql連接；所述電阻Rl兩端分別與地和點火球隙Ql和Q2 連接；所述點火球隙Q2與放電電抗器Ll串聯(lián)。本發(fā)明提供的第三種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述輔助閥V在試品中的加熱電流熄滅后隔離直流電流源。本發(fā)明提供的第四種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述故障電流源在試品閥Vt被加熱到一定節(jié)溫后向試品閥Vt提供故障電流，在單波次故障電流試驗中還向試品閥Vt提供故障電流后的反向電壓和部分正向電壓。本發(fā)明提供的第五種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述沖擊電壓發(fā)生器向試品閥Vt提供沖擊電壓，在單波次故障電流試驗中，該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；在三波次故障電流試驗中，此沖擊電壓為反向，在第二個故障電流后施加于試品閥上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明提供的試驗裝置的試驗電路相對簡單，建造簡單，造價便宜；2、本發(fā)明提供的試驗裝置省掉了一般故障電流試驗中的高電壓源，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，使試驗更安全；3、本發(fā)明提供的試驗裝置中由于沖擊電壓施加時刻、電壓幅值連續(xù)可調(diào)，可以是試品電壓在既定時刻準(zhǔn)確達到所需電壓峰值，試驗方式靈活，可適用于不同直流工程的換流閥。


圖1為沖擊電壓相復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗裝置；圖2為后繼閉鎖的單波次故障電流試驗波形圖；圖3為無后繼閉鎖的多波次故障電流試驗波形圖； 其中Vt-試品閥，B6-6脈動橋整流器，V-輔助閥，Cl、C2、C3-放電電容器，Ll-放電電抗器，V1、V2、V3-隔離閥，Tl-電源，C4-電容，Rl-電阻，Q1、Q2_球隙，R-電阻，S1、S2、 S3為隔離刀閘。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(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裝置作進一步的詳細闡述。如圖1所示是沖擊電壓復(fù)合的高壓直流輸電換流閥故障電流試驗裝置，該裝置包括直流電流源、輔助閥V、試品閥vt、故障電流源和沖擊電壓發(fā)生器；沖擊電壓發(fā)生器、故障電流源并聯(lián)在試品閥Vt兩端；試品閥Vt串聯(lián)輔助閥V組成直流電流源中6脈動橋整流器 B6的橋臂；試品閥Vt負端接地。直流電流源包括大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、電抗器Lh和L2 以及6脈動橋整流器B6 ；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脈動橋整流器B6的輸出端接依次串聯(lián)的電抗器Lh和L2。故障電流源包括充電裝置，放電電容器Cl、C2和C3，放電電抗器Ll，隔離閥Vl、V2 和V3，隔離刀閘Si、S2、和S3 ；充電裝置包括交流電源T3，整流裝置T2和電阻R ；其中所述交流電源并聯(lián)整流裝置后與電阻R串聯(lián)；電阻R與隔離刀閘S1、S2、S3 —端分別串聯(lián)；隔離閥V1、V2和V3，放電電容器C1、C2和C3，隔離刀閘S1、S2和S3與放電電抗器L依次串聯(lián)； 電阻R和隔離刀閘Si、S2和S3串聯(lián)；交流電源T3的輸出連接電阻R;電阻R和隔離刀閘 Si、S2和S3串聯(lián)連接；隔離刀閘Si、S2和S3分別與隔離閥VI、V2、V3連接。沖擊電壓發(fā)生器包括電源Tl，電容C4，電阻Rl和點火球隙Ql和Q2 ；所述電源Tl、 電容C4和電阻R1依次并聯(lián)；電源Tl和電容C4兩端分別與地和點火球隙Ql連接；電阻Rl 兩端分別與地和點火球隙Ql和Q2連接；點火球隙Q2與放電電抗器Ll串聯(lián)。直流電流源首先在試驗中為試品閥提供故障電流前的加熱電流，使其節(jié)溫達到一基值；輔助閥在試品閥中的加熱電流熄滅后將直流電流源隔離；故障電流源在試品閥被加熱到一定節(jié)溫后向試品閥提供故障電流，在單波次故障電流試驗中還向試品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)生器向試品閥提供沖擊電壓，在單波次故障電流試驗中，該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，如圖2所示；在三波次故障電流試驗中，此沖擊電壓為反向，在第二個故障電流后施加于試品閥上，如圖3所示。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裝置，該裝置采用正負對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合以形成正負不對稱的正反向高壓，且沖擊電壓施加時刻可以任意選取，幅值根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，試驗方式靈活、安全，能充分滿足單波次故障電流和三波次故障電流的試驗要求。最后應(yīng)該說明的是結(jié)合上述實施例說明本發(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)明的具體實施方式
進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裝置，所述裝置包括直流電流源、輔助閥V、試品閥vt、故障電流源和沖擊電壓發(fā)生器；其特征在于所述沖擊電壓發(fā)生器、故障電流源并聯(lián)在試品閥Vt兩端；所述試品閥Vt串聯(lián)輔助閥V組成直流電流源中6脈動橋整流器B6的橋臂；所述試品閥Vt負端接地；所述直流電流源包括大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、電抗器Lh和L2以及6脈動橋整流器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)；所述6脈動橋整流器B6的輸出端接依次串聯(lián)的電抗器Lh和L2。
2.根據(jù)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裝置，其特征在于所述故障電流源包括充電裝置，放電電容器Cl、C2和C3，放電電抗器Li，隔離閥 V1、V2和V3，隔離刀閘S1、S2、和S3 ；所述充電裝置包括交流電源T3，整流裝置T2和電阻R ； 所述交流電源T3并聯(lián)整流裝置T2后與電阻R串聯(lián)；所述電阻R與隔離刀閘Si、S2、S3分別串聯(lián)；所述隔離閥V1、V2和V3，放電電容器C1、C2和C3，隔離刀閘S1、S2和S3與放電電抗器L依次串聯(lián)；所述電阻R和隔離刀閘Si、S2和S3串聯(lián)；所述交流電源T3的輸出連接電阻R ；所述電阻R和隔離刀閘S1、S2和S3串聯(lián)連接；所述隔離刀閘S1、S2和S3分別與隔離閥V1、V2、V3連接。
3.根據(jù)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裝置，其特征在于所述沖擊電壓發(fā)生器包括電源Tl，電容C4，電阻Rl和點火球隙Ql和Q2 ；所述電源Tl、電容C4和電阻Rl依次并聯(lián)；所述電源Tl和電容C4兩端分別與地和點火球隙Ql連接；所述電阻Rl兩端分別與地和點火球隙Ql和Q2連接；所述點火球隙Q2與放電電抗器 Ll串聯(lián)。
4.根據(jù)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裝置，其特征在于所述輔助閥V在試品中的加熱電流熄滅后隔離直流電流源。
5.根據(jù)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裝置，其特征在于所述故障電流源在試品閥Vt被加熱到一定節(jié)溫后向試品閥Vt提供故障電流，在單波次故障電流試驗中還向試品閥Vt提供故障電流后的反向電壓和部分正向電壓。
6.根據(jù)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裝置，其特征在于所述沖擊電壓發(fā)生器向試品閥Vt提供沖擊電壓，在單波次故障電流試驗中，該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；在三波次故障電流試驗中，此沖擊電壓為反向，在第二個故障電流后施加于試品閥上。
全文摘要
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裝置，該裝置包括直流電流源、輔助閥V、試品閥Vt、故障電流源和沖擊電壓發(fā)生器；沖擊電壓發(fā)生器、故障電流源并聯(lián)在試品閥Vt兩端；試品閥Vt串聯(lián)輔助閥V組成直流電流源中6脈動橋整流器B6的橋臂；試品閥Vt負端接地；直流電流源包括大電流變壓器T、斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、電抗器Lh和L1以及6脈動橋整流器B6。本發(fā)明提供的裝置采用正負對稱的電壓與沖擊電壓相復(fù)合以形成正負不對稱的正反向高壓，且沖擊電壓施加時刻可以任意選取，幅值根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，試驗方式靈活、安全，能充分滿足單波次故障電流和三波次故障電流的試驗要求。
文檔編號G01R31/327GK102486500SQ201010576690
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)明者查鯤鵬, 謝婷, 高沖 申請人:中國電力科學(xué)研究院