一種直流輸電換流閥故障電流試驗方法
2023-10-18 08:06:34 4
專利名稱：：一種直流輸電換流閥故障電流試驗方法
技術領域：
：本發明屬於電力系統輸電領域，涉及一種直流換流閥試驗方法，尤其涉及一種高壓直流輸電換流閥故障電流試驗方法。
背景技術：
：隨著高壓i:流輸電技術在電力系統中應用的逐步推廣，其核心部件——高壓直流輸電換流閥，其工作在電力系統中的可靠性成為系統安全的關鍵。運行試驗是關係到高壓直流輸電換流閥設計和製造水平，提高其可靠性的重要手段。故障電流試驗作為運行試驗的重要組成部分，其主要目的是驗證閥承受短路電流引起的最大電流、電壓和溫度應力作用的設計是正確的。主要包括以下兩種試驗a)後加正壓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，跟著閉鎖發生的反向和正向電壓，包括任何甩負荷造成的過電壓。b)無後加正壓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，繼續存在多波次故障電流，但不再施加正向電壓，最後一個故障電流波後不再施加電壓。目前國際上普遍採用合成試驗方法來進行直流輸電換流閥的故障電流試驗，ABB公司和西門子公司在進行直流輸電換流閥的故障電流試驗所採用的方法均為大電流迴路6脈衝整流橋通過模擬橋臂短路來提供所需的故障電流，諧振高壓迴路提供所需的試驗電壓。採用這種試驗方法，試驗對供電系統的衝擊很大，同時要求供電系統具有非常高的短路容量，不利於供電系統的電壓穩定，容易影響該供電系統中其餘負荷的正常運行，同時用於隔離高壓迴路和大電流迴路的隔離閥將經受同試品閥相同的故障電流強度，這極大的降低了試驗裝置的安全行和可靠性，此外通過系統提供的故障電流的電流峰值和持續時間可調性差，不靈活。目前國內外未見利用此種試驗方法對直流換流閥進行故障電流試驗的技術專利。
發明內容本發明介紹的故障電流試驗方法首先通過高壓迴路和大電流迴路6脈衝整流橋對試品進行加熱，而後由故障電流迴路提供所需的故障電流，故障電流由24個正弦半波按照相應的時序疊加而成，此種方法不再需要由6脈衝整流橋所接系統提供故障電流，避免了對系統的短路衝擊，同時由於故障電流有2個及以上半波正弦電流疊加而成，隔離閥承受的電流強度均遠小於試品閥的電流強度，增大試驗裝置的安全性。本發明提出了一種高壓直流輸電換流閥故障電流試驗方法，其特徵在於採用多個相同諧振迴路的正弦半波電流疊加產生試品所需的故障電流，來實現高壓直流換流閥的故障電流試驗。依據本發明的方法，其試驗步驟如下設置故障電流迴路部分包括n組相同的諧振迴路，其中2《n《4，試品閥Vt首先通過高壓迴路和大電流整流器進行加熱，使試品工作在穩態最大結溫後，通過依次觸發隔離閥V51至隔離閥V5n，來產生n個半波正弦電流，這n個正弦半波電流疊加產生試品所需的故障電流，每個半波正弦電流過零截止後，通過後面的補能迴路向電容補充能量，根據試驗要求的故障電流持續時間和峰值的不同，諧振迴路數的不同，隔離閥V51至隔離閥V5n的觸發間隔不同，正弦半波電流幅值不同，諧振迴路的半波振蕩周期也不同，在第n個半波正弦電流快要過零前的一時間點，觸發諧振輔助閥V21，將高壓迴路的高電壓施加在試品上，重複上述故障電流過程，完成三周波的故障電流試驗。本發明還提出了一種使用上述的方法的試驗電路，主要包括高壓小電流迴路、低壓大電流迴路和故障電流迴路等，其中所述故障電流迴路又包括24組相同的諧振迴路，該試驗電路的具體連接方式為所述高壓小電流迴路的補能迴路的一端、電容器C的一端還有電抗器Ll的一端接在一起，電抗器Ll的另一端串接反並聯的諧振輔助閥V21和V22後與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極、電容器和高壓小電流迴路的補能迴路的另一端連接在一起接地，6脈動整流橋的輸出一端串聯大電流輔助閥V41後與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極與6脈動整流橋的輸出另一端相連並接地，故障電流迴路的補能迴路的ln端分別與電容器CrlCrn的一端相連，後相對應的接到電抗器LrlLrn，電抗器LrlLrn的另一端相對應的接到V51V5n的陽極，V51V5n的陰極均連到試品閥Vt的陽極，故障電流迴路的補能迴路的n+l端與電容器CrlCrn的另一端相連後與試品閥Vt的陰極相連。本發明的有益效果是1、不再需要很大的系統短路容量來提供故障電流，同時避免了對系統的衝擊；2、由於故障電流由多個半波正弦電流疊加而成，使隔離閥的故障電流強度遠低於試品閥，增加試驗裝置的可靠性和安全性；3、故障電流峰值和持續時間靈活，可調。圖1是本發明的高壓直流換流闊故障電流試驗方法的電路結構原理示意圖2是本發明的高壓直流換流閥故障電流試驗方法的多波次故障電流試驗觸發時序圖3是本發明的高壓直流換流閥故障電流試驗方法的單波次故障電流試驗觸發時序圖4是依據本發明的單波次故障電流試驗方法的流程圖；圖5是依據本發明的多波次故障電流試驗方法的流程圖。具體實施例方式高壓直流輸電換流閥故障電流試驗原理電路如圖1,主要包括高壓小電流迴路，低壓大電流迴路和故障電流迴路三部分，其中故障電流迴路部分又由24組相同的諧振迴路組成。電路的具體連接方式為高壓部分補能迴路的一端、電容器C的一端還有電抗器L1的一端接在一起，電抗器Ll的另一端串接反並聯的諧振輔助閥V21、V22後與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極、電容器和高壓部分補能迴路的另一端連接在一起接地。6脈動整流橋的輸出一端串聯大電流輔助閥V41後與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極與6脈動整流橋的輸出另一端相連並接地。故障電流部分補能迴路的1n端分別與電容器CrlCrn的一端相連，後相對應接電抗器LrlLrn，電抗器LrlLrn的另一端相對應的接到V51V5n的陽極，V51V5n的陰極均連到試品閥Vt的陽極。故障電流部分補能迴路的n+l端與電容器Crl二Crn的另一端相連後與試品閥Vt的陰極相連。假定故障電流迴路部分由n(2《n《4)組相同的諧振迴路組成，試品閥Vt首先通過高壓迴路和大電流整流器進行加熱，使試品工作在穩態最大結溫後，通過依次觸發隔離閥V51至V5n，來產生n個半波正弦電流，這n個正弦半波電流疊加產生試品所需的故障電流。每個半波正弦電流過零截止後，通過後面的補能迴路向電容補充能量。根據試驗要求的故障電流持續時間和峰值的不同，諧振迴路數的不同，V51至V5n的觸發間隔不同，正弦半波電流幅值不同，諧振迴路的半波振蕩周期也不同。在第n個半波正弦電流快要過零前的一時間點，觸發V21，將高壓迴路的高電壓施加在試品上，重複上述故障電流過程，可完成三周波故障電流試驗。以三個正弦半波疊加為例說明此故障電流試驗方法的實施方式，對於多波次故障電流的各閥觸發時序如圖2所示，圖4示出了其試驗步驟的流程圖。單波次故障電流的各閥觸發時序如圖3所示，圖5示出了其試驗步驟的流程圖。表l:高壓直流輸電換流閥故障電流試驗各閥觸發脈衝範圍tableseeoriginaldocumentpage6此處己經根據特定的示例性實施例對本發明進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本發明的範圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的，而不是對本發明的範圍的限制，本發明的範圍由所附的權利要求定義。權利要求1、一種直流輸電換流閥故障電流試驗方法，其特徵在於採用多個相同諧振迴路的正弦半波電流疊加產生試品所需的故障電流，來實現高壓直流換流閥的故障電流試驗。2、如權利要求1所述的方法，其試驗步驟如下設置故障電流迴路部分包括n組相同的諧振迴路，其中2《n《4，試品閥Vt首先通過高壓迴路和大電流整流器進行加熱，使試品工作在穩態最大結溫後，通過依次觸發隔離閥V51至隔離閥V5n，來產生n個半波正弦電流，這n個正弦半波電流疊加產生試品所需的故障電流，每個半波正弦電流過零截止後，通過後面的補能迴路向電容補充能量，根據試驗要求的故障電流持續時間和峰值的不同，諧振迴路數的不同，隔離閥V51至隔離閥V5n的觸發間隔不同，正弦半波電流幅值不同，諧振迴路的半波振蕩周期也不同，在第n個半波正弦電流快要過零前的一時間點，觸發諧振輔助閥V21,將高壓迴路的高電壓施加在試品上，重複上述故障電流過程，完成三周波的故障電流試驗。3、一種使用權利要求1-2的方法的試驗電路，主要包括高壓小電流迴路、低壓大電流迴路和故障電流迴路等，其中所述故障電流迴路又包括24組相同的諧振迴路，該試驗電路的具體連接方式為所述高壓小電流迴路的補能迴路的一端、電容器C的一端還有電抗器Ll的一端接在一起，電抗器Ll的另一端串接反並聯的諧振輔助閥V21和V22後與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極、電容器和高壓小電流迴路的補能迴路的另一端連接在一起接地，6脈動整流橋的輸出一端串聯大電流輔助閥V41後與試品閥Vt的陽極相連，試品閥Vt的陰極與6脈動整流橋的輸出另一端相連並接地，故障電流迴路的補能迴路的1n端分別與電容器CrlCrn的一端相連，後相對應的接到電抗器LrlLrn，電抗器LrlLrn的另一端相對應的接到V51V5n的陽極，V51V5n的陰極均連到試品閥Vt的陽極，故障電流迴路的補能迴路的n+l端與電容器CrlCrn的另一端相連後與試品閥Vt的陰極相連。全文摘要本發明所述的直流輸電換流閥故障電流試驗方法首先通過高壓迴路和大電流迴路6脈衝整流橋對試品進行加熱，而後由故障電流迴路提供所需的故障電流，故障電流由2～4個正弦半波按照相應的時序疊加而成，此種方法不再需要由6脈衝整流橋所接系統提供故障電流，避免了對系統的短路衝擊，同時由於故障電流有2個及以上半波正弦電流疊加而成，隔離閥承受的電流強度均遠小於試品閥的電流強度，增大試驗裝置的安全性。文檔編號G01R31/00GK101446614SQ20081024040公開日2009年6月3日申請日期2008年12月19日優先權日2008年12月19日發明者姚廣平,朱家騮,查鯤鵬,溫家良,衝高申請人:中國電力科學研究院