專利名稱：一種mmc閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng) 領(lǐng)域，具體涉及一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法。
背景技術(shù)：
柔性直流輸電(VSC-HVDC )技術(shù)在高壓直流輸電領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景，基于模塊化多電平換流器(MMC)的VSC-HVDC，是實現(xiàn)利用IGBT閥進行直流輸電的一種方式，其核心部件稱作MMC閥。MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗的目的在于考察閥組件對于長期實際運行工況下的電流、電壓和熱等關(guān)鍵應(yīng)力的耐受能力，這也是換流器運行可靠性研究的重要組成部分。穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置能產(chǎn)生等效于實際工況的電壓、電流和熱應(yīng)力，這些應(yīng)力通過兩組MMC閥之間的能量交換產(chǎn)生。兩組結(jié)構(gòu)相同的MMC閥一個被用作輔助閥，另一個被用作試品閥，MMC閥電氣結(jié)構(gòu)如圖I所示。穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置調(diào)試的核心是輔助閥，將MMC輔助閥組裝完成后，需要對其進行專門的功能調(diào)試，保證其各項功能完整、完善。如果不進行測試就將MMC閥投入使用，可能會由于電流、電壓容量不足或附屬電路損壞而導(dǎo)致整個裝置損毀，危及整個電網(wǎng)安全運行。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法，確定輔助閥以及整個試驗裝置的功能是否完整、完善。為將整個裝置投入使用做好了準備，保證調(diào)試過程中設(shè)備的安全。本發(fā)明提供的一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法，所述試驗裝置包括閥組件I、閥組件2、充電電源E1、補能電源E2、負載電抗器L、充電限流電阻R、控制系統(tǒng)、測量采集機箱；所述閥組件I和所述閥組件2通過串聯(lián)的所述負載電抗器L和充電限流電阻R連接；所述充電電源El和補能電源E2分別與所述閥組件I連接；所述閥組件I和所述閥組件2分別與所述控制系統(tǒng)連接；其改進之處在于，所述方法包括如下步驟(I)冷卻回路檢測；(2)閥塔絕緣檢測；(3)均壓試驗檢測；(4)通訊檢測；(5)控制檢測；和(6)系統(tǒng)測試。其中，所述閥組件I為試品閥或輔助閥；所述閥組件2為輔助閥或試品閥，對閥組件I對應(yīng)。
其中，所述步驟(I)冷卻回路檢測是檢測MMC閥配備的冷卻回路是否正常，包括如下步驟施加額定的壓力，檢測所述冷卻回路是否存在滲漏的現(xiàn)象，冷卻介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)是否能夠滿足要求。其中，所述步驟(2)閥塔絕緣檢測包括對所述MMC閥進行短時工頻和短時直流耐壓試驗，判斷其是否滿足根據(jù)絕緣要求。其中，所述步驟(3)均壓試驗檢測包括給輔助閥施加工作電壓，分別測量輔助閥的各子模塊上的電壓，判斷子模塊上的最大電壓和最小電壓之差是否小于一定范圍。其中，所述步驟(4)通訊檢測包括I)控制系統(tǒng)檢查與各個子模塊的通訊是否正常；2)建立通訊，模擬故障，檢查控制系統(tǒng)的回報顯示是否正確，驗證保護措施的有效性。其中，所述步驟(5)控制檢測包括給輔助閥充電；控制系統(tǒng)按照觸發(fā)時序向輔助閥發(fā)出觸發(fā)脈沖，觀察輔助閥是否輸出預(yù)期的階梯電壓波形。其中，所述步驟(6)系統(tǒng)測試包括充電電源完成預(yù)充電時將補能電源投入進行對拖試驗；觀察兩部分的電壓波形是否為階梯電壓波形，電流是否為正弦電流。試驗需要持續(xù)一段時間，觀察試驗是否穩(wěn)定。其中，所述冷卻介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)包括水流量、散熱功率、進水溫度和出水溫度。其中，所述閥塔的短時工頻和短時直流耐壓試驗包括1分鐘工頻交流耐壓試驗和I分鐘直流耐壓試驗。其中，所述一定范圍為_5%-+5%。其中，所述保護措施包括閥基控制器旁路保護和主控制器保護。其中，所述步驟(6)在沒有試品閥的情況下，將輔助閥分成對稱的兩部分，通過電抗器相連。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為依次按照本發(fā)明的操作做，節(jié)省了時間。依次按照本發(fā)明的操作做，可有效降低裝置檢測對于外加電源容量的要求。依次按照本發(fā)明的操作做，可有效降低裝置檢測對于外加試驗設(shè)備的要求。本發(fā)明可以驗證MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的功能是否完整、完善，并能保證調(diào)試過程中設(shè)備的安全。


圖I為本發(fā)明提供的MMC閥的電氣結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明提供的MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的電氣拓撲圖。
具體實施方式
、
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本實施例的MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的電氣拓撲圖如圖2所示，試驗裝置包括閥組件I、閥組件2、充電電源E1、補能電源E2、負載電抗器L、充電限流電阻R、控制系統(tǒng)、測量采集機箱；閥組件I和閥組件2通過串聯(lián)的負載電抗器L和充電限流電阻R連接；充電電源El和補能電源E2分別與閥組件I連接；閥組件I和閥組件2分別與控制系統(tǒng)連接；閥組件I和2分別含η和m個子模塊，且η > m ;子模塊包括并聯(lián)的半橋結(jié)構(gòu)與子模塊電容器；或子模塊包括并聯(lián)的H橋結(jié)構(gòu)與子模塊電容器；子模塊電容器為CSMln或CSM2m ;半橋結(jié)構(gòu)和H橋結(jié)構(gòu)均包括開關(guān)Kn或Km、電阻Rn或Rm、晶閘管Tn或Tm、IGBT器件Tnl和Tn2或IGBT器件Tnd和Tm2以及二極管Dnl和Dn2或二極管Dml和Dm2 ;以η個子模塊為例說明，IGBT器件Tlnl反并聯(lián)二極管Dlnl組成IGBT模塊I ;IGBT器件Tln2反并聯(lián)二極管Dln2組成IGBT模塊2 ；IGBT模塊I和IGBT模塊2串聯(lián)，組成IGBT模塊I和IGBT模塊2串聯(lián)支路；IGBT模塊2、晶閘管Tln和開關(guān)Kln依次并聯(lián)；電阻Rln與IGBT模塊I和IGBT模塊2串聯(lián)支路并聯(lián)。充電電源El的正極與閥組件I的高壓輸出端連接；所述充電電源El的負極與閥組件I和2的低壓輸出端相連后接地；補能電源E2的正極與閥組件I的高壓輸出端連接；補能電源E2的負極與閥組件I和2的低壓輸出端相連后接地。本實施例的閥組件I可為試品閥或輔助閥，閥組件2可為輔助閥或試品閥與閥組 件I對應(yīng)，本實施例以閥組件I為輔助閥，閥組件2為試品閥為例。對上述的試驗裝置，本實施例提出一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法，包括如下步驟(I)冷卻回路檢測；冷卻回路檢測是檢測MMC閥配備的冷卻回路是否正常，包括如下步驟施加額定的壓力，檢測所述冷卻回路是否存在滲漏的現(xiàn)象，冷卻介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)是否能夠滿足要求。其冷卻介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)包括水流量、散熱功率、進水溫度和出水溫度。需滿足的要求為水流量彡13. 5T/h;散熱功率彡60kW;進水溫度彡50° C，出水溫度彡60° C。這是系統(tǒng)檢測工作的第一步，后續(xù)的檢測需要在冷卻回路工作的情況下進行。(2)閥塔絕緣檢測；閥塔絕緣檢測包括僅保持冷卻回路工作，對所述MMC閥進行短時工頻和短時直流耐壓試驗，判斷其是否滿足根據(jù)絕緣要求。所述短時工頻和短時直流耐壓試驗包括1分鐘工頻交流耐壓試驗和I分鐘直流耐壓試驗。(3)均壓試驗檢測；均壓試驗檢測包括在絕緣試驗通過的基礎(chǔ)上，給輔助閥施加工作電壓，分別測量輔助閥的各子模塊上的電壓，判斷子模塊上的最大電壓和最小電壓之差是否小于一定范圍。一定范圍為-5%—+5%ο在范圍之內(nèi)屬于合格。(4)通訊檢測；通訊檢測包括I)在閥通訊單元電子電路帶電的情況下，控制系統(tǒng)檢查與各個子模塊的通訊是否正常；2)建立通訊，模擬故障，檢查控制系統(tǒng)的回報顯示是否正確，驗證保護措施的有效性。保護措施包括閥基控制器旁路保護和主控制器保護。(5)控制檢測；控制檢測包括給輔助閥充電，充一定的電壓；補能電源系統(tǒng)和負載不投入；控制系統(tǒng)按照觸發(fā)時序向輔助閥發(fā)出觸發(fā)脈沖，觀察輔助閥是否輸出預(yù)期的階梯電壓波形。由于沒有負載不構(gòu)成回路，因此沒有電流和能量損失產(chǎn)生，相當(dāng)于空載試驗。其可驗證控制系統(tǒng)對閥的控制功能。(6)系統(tǒng)測試。系統(tǒng)測試包括充電電源完成預(yù)充電時將補能電源投入進行對拖試驗；觀察兩部分的電壓波形是否為階梯電壓波形，電流是否為正弦電流。試驗需要持續(xù)一段時間，觀察試驗是否穩(wěn)定。在沒有試品閥的情況下，將輔助閥分成對稱的兩部分，通過電抗器相連，一半相當(dāng)于輔助閥(圖2中的閥組件I)、一半相當(dāng)于試品閥(圖2中的閥組件2)。其中，對拖試驗為；將輔助閥分成對稱的兩部分，通過電抗器相連，一半做為輔助閥、一半做為試品閥，首先對輔助閥和試品閥的子模塊電容器進行充電，充電完畢后斷開充電電源，投入補能電源，通過控制器的控制使回路中產(chǎn)生疊加直流偏置的正弦交流試驗電 流。通過以上的調(diào)試步驟，可以確定輔助閥以及整個試驗裝置的功能是否完整、完善。通過上述系統(tǒng)調(diào)試的輔助閥和試驗裝置，可以對試品閥進行考核試驗。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法，所述試驗裝置包括閥組件I、閥組件2、充電電源E1、補能電源E2、負載電抗器L、充電限流電阻R、控制系統(tǒng)、測量采集機箱； 所述閥組件I和所述閥組件2通過串聯(lián)的所述負載電抗器L和充電限流電阻R連接；所述充電電源El和補能電源E2分別與所述閥組件I連接；所述閥組件I和所述閥組件2分別與所述控制系統(tǒng)連接；其特征在干， 所述方法包括如下步驟 (1)冷卻回路檢測； (2)閥塔絕緣檢測； (3)均壓試驗檢測； (4)通訊檢測； (5)控制檢測；和 (6)系統(tǒng)測試。
2.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述閥組件I為試品閥或輔助閥；所述閥組件2為輔助閥或試品閥，對閥組件I對應(yīng)。
3.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(I)冷卻回路檢測是檢測MMC閥配備的冷卻回路是否正常，包括如下步驟施加額定的壓力，檢測所述冷卻回路是否存在滲漏的現(xiàn)象，冷卻介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)是否能夠滿足要求。
4.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)閥塔絕緣檢測包括對所述MMC閥進行短時エ頻和短時直流耐壓試驗，判斷其是否滿足根據(jù)絕緣要求。
5.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)均壓試驗檢測包括給輔助閥施加工作電壓，分別測量輔助閥的各子模塊上的電壓，判斷子模塊上的最大電壓和最小電壓之差是否小于一定范圍。
6.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)通訊檢測包括 1)控制系統(tǒng)檢查與各個子模塊的通訊是否正常； 2)建立通訊，模擬故障，檢查控制系統(tǒng)的回報顯示是否正確，驗證保護措施的有效性。
7.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(5)控制檢測包括給輔助閥充電；控制系統(tǒng)按照觸發(fā)時序向輔助閥發(fā)出觸發(fā)脈沖，觀察輔助閥是否輸出預(yù)期的階梯電壓波形。
8.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(6)系統(tǒng)測試包括充電電源完成預(yù)充電時將補能電源投入進行對拖試驗；觀察兩部分的電壓波形是否為階梯電壓波形，電流是否為正弦電流。試驗需要持續(xù)一段時間，觀察試驗是否穩(wěn)定。
9.如權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)包括水流量、散熱功率、進水溫度和出水溫度。
10.如權(quán)利要求4所述的檢測方法，其特征在于，所述閥塔的短時エ頻和短時直流耐壓試驗包括1分鐘エ頻交流耐壓試驗和I分鐘直流耐壓試驗。
11.如權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于，所述一定范圍為-5%—+5%。
12.如權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述保護措施包括閥基控制器旁路保護和主控制器保護。
13.如權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(6)在沒有試品閥的情況下，將輔助閥分成対稱的兩部分，通過 電抗器相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的檢測方法，該方法的試驗裝置包括閥組件1、閥組件2、充電電源E1、補能電源E2、負載電抗器L、充電限流電阻R、控制系統(tǒng)、測量采集機箱；閥組件1和閥組件2通過串聯(lián)的負載電抗器L和充電限流電阻R連接；充電電源E1和補能電源E2分別與閥組件1連接；閥組件1和閥組件2分別與所述控制系統(tǒng)連接；方法包括如下步驟(1)冷卻回路檢測；(2)閥塔絕緣檢測；(3)均壓試驗檢測；(4)通訊檢測；(5)控制檢測；和(6)系統(tǒng)測試。本發(fā)明可以驗證MMC閥穩(wěn)態(tài)運行試驗裝置的功能是否完整、完善，并能保證調(diào)試過程中設(shè)備的安全。
文檔編號G01R31/327GK102662145SQ201210137910
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者吳亞楠, 周競之, 查鯤鵬, 高沖 申請人:中電普瑞電力工程有限公司