直流换流阀低电压参数运行试验的方法

摘要

直流换流阀低电压参数运行试验的方法，属于电力电子、电力系统领域。将其连接到高压小电流源回路，在一个试验周期T内，脉冲触发时序流程按如下步骤操作：t0～t1阶段，按试验要求控制6脉冲桥触发角α；t1时刻，触发导通VT和V1阀，引入大电流半波直流；t2时刻，来自低压大电流源的半波电流过零，V1开始关；t2～t3时刻，V1阀关断，VT阀臂的小电流继续通过试品；t3时刻，VT阀过零关断，高压小电流源回路提供所需的试品阀电压。所述直流换流阀低电压参数试验方法准确的等效了开通电压和关断的恢复阶跃电压，试验等效性较高，可以完成最小交流电压试验，暂态欠电压试验和断续直流电流试验。

说明书

技术领域

本发明属于电力电子、电力系统领域，特别涉及到直流换流阀低电压参数运行试验的方法

背景技术

在远距离大容量输电，异步联网直流电缆送电等方面直流输电与交流输电相比，有着无可比拟的优势，对远距离大容量输电较交流造价要低，异步联网可以不增加系统的短路容量，直流电缆送电输送容量不受距离的限制，而直流换流阀作为直流输电的核心、关键设备，保证其安全可靠稳定的运行，不仅是系统对装置的要求，更是装置保护自身的要求。而运行试验是检验阀性能的重要手段。目前由于单个晶闸管电压电流能力的增大，采用合成试验方法对直流换流阀进行运行试验，得到国际相关标准认可。其基本思想是试验所需的高压、大电流强度分别通过高压小电流回路和低压大电流回路提供，并交替施加于试品阀上。

作为直流换流阀运行试验的一部分，最小交流电压试验(包括最小延迟角试验和最小关断角试验)、暂态欠电压试验、断续直流电流试验(对应最小触发角条件)，这几项试验因它们在试验要求上各自的特殊性，决定了其试验方法不同于换流阀的其它运行试验，将上述运行试验统称为低电压参数运行试验。对这种试验若采用目前已有的合成试验方法，将会出现下述问题，最小延迟角和暂态欠电压试验中无法等效高的恢复阶跃电压，在最小关断角试验中无法等效高的触发电压，而且无法等效关断时刻的电流变化率和换流阀内的正确的温度梯度。为此，就需要探索一种不同于传统的合成试验方法来进行低电压参数运行试验，目前国内外尚未见到公开报道这种对直流换流阀进行低电压参数相关试验的新方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，针对直流换流阀低电压参数试验，由于已有的合成试验方法已无法等效高的恢复阶跃电压，无法等效高的触发电压以及关断时刻电流变化率、温度梯度等诸多不足之处，就需要重新改换试验方法。本发明的目的在于提供一种直流换流阀低电压参数运行试验的方法，完成本发明目的所采用的技术方案如下，一种直流换流阀低电压参数运行试验的方法，将试品阀VT作为背靠背6脉冲桥一个桥臂，连接到高压小电流源回路，将该回路和辅助阀V1与低压大电流源串接的回路相并联，其特征在于，在一个试验周期T内，脉冲触发时序流程按如下步骤操作：a.t0～t1阶段，按试验要求控制6脉冲桥触发角α；b.t1时刻，触发导通VT和V1阀，引入大电流半波直流；c.t2时刻，来自低压大电流源的半波电流过零，V1开始关；d.t2～t3时刻，V1阀关断，VT阀臂的小电流继续通过试品；e t3时刻，VT阀过零关断，高压小电流源回路提供所需的试品阀电压。本发明的有益效果为，所述直流换流阀低电压参数试验方法准确的等效了开通电压和关断的恢复阶跃电压，试验等效性较高，可以完成最小交流电压试验，暂态欠电压试验和断续直流电流试验(对应最小触发角条件)。

将6脉冲桥变压器作为高压小电流源提供试品阀所需的正向触发电压和试品阀关断后的反向恢复电压，以及试品阀阻断期间的电压跃变和正向电压上升率，试品阀试验电压波形与实际工况基本相同，可以准确考核试品阀取能回路设计的正确性，同时通过调节高电压小电流源的小电流，来调节试品阀关断前的电流变化率，低压大电流源在试品阀导通期间注入半波正弦电流，以正确的等效试品阀导通电流的峰值，复现试品阀导通期间的损耗，在高压小电流源电流截至前几百微秒内，低压大电流电流过零，将低压大电流回路隔离，同时确保了辅助阀安全可靠关断。通过调节6脉动背靠背的电源电压，该试验方法同时满足了暂态欠电压试验的试验要求。将低压大电流回路切除，将背靠背的高压小电流回路调节至电流断续，可以完成断续电流试验(对应最小触发角条件)。

将试品阀所在6脉冲桥做整流运行，可以完成最小触发角试验和暂态欠电压试验，试验波形如图2示；将试品阀所在的6脉冲桥做逆变运行，可以完成最小关断角试验，试验波形如图3示。

附图说明

图1为直流换流阀低电压参数运行试验装置原理图；

图2为所述运行试验中最小触发角试验电压电流波形图；

图3为所述运行试验中最小关断角试验电压电流波形图；

图4为直流换流阀低电压参数运行试验脉冲触发时序图；

图5为直流换流阀低电压参数运行试验脉冲触发时序流程图。

具体实施方式

参照图1，表示直流换流阀低电压参数运行试验装置原理图，图中高压小电流源为背靠背6脉冲桥直流电源，VT为试品阀，作为背靠背6脉冲桥一个桥臂，连接到高压小电流源回路，将该回路和辅助阀V1与低压大电流源串接的回路相并联。参照图2，图3，分别表示试品阀所在的6脉冲桥作整流运行和作逆变运行中所完成的最小触发角试验以及最小关断角试验的电压电流波形图。参照图4，表示直流换流阀低电压参数运行试验脉冲触发时序图，图中横坐标为一个试验周期内的不同时段，纵坐标为各触发脉冲状态。参照图5，表示直流换流阀低电压参数运行试验脉冲触发时序流程图，图中各步骤表示不同的时段，步骤为a.t0～t1阶段，按试验要求控制6脉冲桥触发角α；b.t1时刻，触发导通VT和V1阀，引入大电流半波直流；c.t2时刻，来自低压大电流源的半波电流过零，V1开始关；d.t2～t3时刻，V1阀关断，VT阀臂的小电流继续通过试品；e t3时刻，VT阀过零关断，高压小电流源回路提供所需的试品阀电压。

高压直流输电换流阀低电压参数运行试验各阀触发脉冲范围为表1所示：

  阀  触发脉冲  触发时刻范围  脉冲类型  备注  VT  TrI  2kπ+α  双脉冲  Vl  TrI  2kπ+α  双脉冲