一種高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗方法及其電路的製作方法
2023-05-29 10:07:21 2
專利名稱：一種高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗方法及其電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及直流輸電的電力系統領域，更具體的說涉及一種高壓直流輸電換流 暫態低電壓試驗方法及其電路。
背景技術：
高壓直流輸電是20世紀50年代發展起來的一種新型輸電方式，目前全世界的直 流輸電工程約100個，我國直流輸電工程也有10多個，總容量超過18GW,總輸電距離超 過7000km。這讓中國電網進入了一個交直流互補的時代，直流輸電技術的不斷進步及 其在大電網發展中體現出來的優越性，使得我國電網面臨空前發展的局面。由於直流輸 電具有送電距離遠、送電容量大、控制靈活等特點，因此在運、在建及規劃建設中的直 流輸電工程已經和即將在西電東送、南北互供中承擔主要送電任務，在未來全國聯網中 發揮重要作用。而目前由於發電廠發出的電和用戶需求的電大多是交流，因此交流和直 流互相轉換的換流閥成為直流輸電的核心部件，其可靠性和穩定性決定著直流輸電的可 靠性和穩定性，進而決定著供電的可靠性和穩定性，因而在直流輸電換流閥投入運行之 前，要確保換流閥具有高可靠性和穩定性，為此需要對換流閥進行各種試驗，運行試驗 就是其中的一項重要內容。運行試驗關係到高壓直流輸電換流閥的設計和製造水平，也 是提高換流閥運行可靠性的重要手段。暫態低電壓試驗作為運行試驗的重要組成部分， 其主要目的是驗證在交流系統故障引起的暫態低電壓期間，晶閘管元件和所有輔助電路 能夠正常工作，試驗時間應不短於交流系統清除故障的恢復時間。暫態低電壓試驗按照IEC60070-1標準要求其試品閥正向電壓計算方式如下
Uf = 『U爾 2^kJcsSm Omkl
其中，U爾，閥側繞組標稱空載線電壓； 安全係數，取0.95。K ,暫時低電壓係數，取0.3。N」單閥的晶閘管數；
Nm ,試驗晶閘管數；
C^,暫態運行最小觸發角，5°。通過計算表明，換流閥暫態電壓運行過程中其晶閘管正向電壓水平較低，同時 其承受正反向電壓具有明顯的非對稱性，反向恢復電壓較正向電壓高很多。在國外，ABB公司由於採用高壓電流源為試品閥提供工程電流，其電流源最高 工作電壓達到1 IkV,其電流源通過控制觸發時刻就可以完成試品閥所需的暫態低電壓測試 需要。但這種試驗方法對於試驗電源容量提出了更高要求，經濟性較差。對於未採用高壓電流源方式的換流閥合成試驗迴路如圖1所示，由於高電壓迴路採用電容-電感諧振方式，在試品閥上很難實現正反向電壓的不對稱，因此試驗時通 常採用降低試品閥反向恢復電壓值方式進行試驗，不能真實反應直流輸電換流閥暫態運 行過程中的電壓應力特性。目前國內外未見利用本文所述試驗方法對直流輸電換流閥進行暫態低電壓試驗 的技術專利。
發明內容
本發明的目的是提供一種高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗方法，以解決現有 試驗方法所帶來的問題。為實現上述目的，本發明提供的高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗方法的技術 方案如下，該方法包括如下步驟
1)在to時刻輔助控制閥Da4觸發，在試品閥Vt之上形成反向恢復電壓；
2)暫態恢復電壓之後，在tl時刻，高壓電壓源向電容器Cs、輔助控制閥Da3和Da4 及試品閥Vt充電，Cs電壓極性翻轉，試品閥電壓由反向變為正向，通過調節分壓迴路電 阻R和電容C值大小，調節試品閥上正向電壓大小，以滿足試驗條件；
3)在t2時刻觸發試品閥Vt，形成最小觸發電壓；
4)在t3時刻觸發輔助控制閥Da3和高壓隔離閥Daux，電容器Cs將通過Vt放電， 產生如運行條件下的初始湧流，形成晶閘管閥導通過程中的同時電流源向試品 閥輸出試驗電流。本發明提供的高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗電路的技術方案如下包括高 壓電流源和高壓電流源，高壓電壓源的正極、負極之間依次串接有第一輔助控制閥和換 相電抗，串接試品閥後構成試品閥的通流迴路；第一輔助控制閥的兩端反向並接有第二 輔助控制閥，高壓電壓源的兩端並接有震蕩電容器；試品閥的兩端並接有低壓電流源， 低壓電流源的正極與試品閥之間串接有高壓隔離閥；第一和第二輔助控制閥上並接有由 分壓電阻和分壓電容組成的分壓迴路。本發明高壓直流輸電換流閥暫態低電壓試驗方法，是通過在輔助控制閥上並聯 由電阻和電容組成的分壓迴路，在試品閥上正向電壓建立時來實現試品閥上暫態低電壓 的要求，能夠真實反應直流輸電換流閥暫態運行過程中的電壓應力特性。本發明試驗方 法與傳統試驗方法相比，除需要在輔助控制閥Da3、Da4兩端增加一組並聯分壓阻抗外， 不需要改變試驗迴路結構，同時此並聯阻抗還可以用試品閥未參與試驗的閥段代替，這 樣對整個試驗迴路投資不會產生任何影響。
圖1採用高壓電流源方式的換流閥暫態低電壓試驗方法的電路結構原理圖； 圖2本發明的高壓直流輸電換流閥暫態低電壓試驗方法的電路結構原理圖； 圖3本發明的暫態低電壓計算等效電路圖4本發明的高壓直流輸電換流閥的暫態低電壓試驗方法的觸發控制時序； 圖5本發明的高壓直流輸電換流閥的暫態低電壓試驗的電壓電流波形。
具體實施例方式下面結合具體的實施方式隨本發明作進一步介紹。如圖2所示為本發明高壓直流輸電換流閥的暫態低電壓試驗方法的電路結構原 理圖，主要設備包括高壓電壓源、低壓電流源、電容Cs,第一輔助控制閥Da3和第二輔助 控制閥Da4、高壓隔離閥Daux、換相電抗Lc,試品閥Vt、迴路電阻R和電容C。其具體 連結方式為高壓電壓源的正極、負極之間依次串接有輔助控制閥Da3和換相電抗Lc， 串接試品閥Vt後構成試品閥的通流迴路；輔助控制閥Da3的兩端反向並接有輔助控制閥 Da4,高壓電壓源的兩端並接有震蕩電容器Cs;試品閥Vt的兩端並接有低壓電流源，低 壓電流源的正極與試品閥Vt之間串接有高壓隔離閥Daux;同時，在輔助控制閥Da3和 Da4上並接有由迴路分壓電阻R和分壓電容C組成的分壓迴路。由於輔助控制閥Da3、Da4、Daux與試品閥VT採用晶閘管串聯結構，每個晶閘 管都並聯有阻尼迴路，阻尼迴路由阻尼電阻與阻尼電容串聯構成，阻尼電阻很小，一般 只有幾十歐姆，主要是限制晶閘管開通過程中阻尼電容放電湧流和阻尼電容與線路電感 震蕩，因此在計算過程中可以忽略不計。輔助閥Da3、Da4與並聯分壓阻抗等效電容值C^+C^+C .
輔助閥Daux與試品閥VT等效電容值Clfji +Cxu。則建立如圖3等效電路，則試品閥上暫態正向電壓最大值推導過程如下 當試品閥暫態低電壓試驗開始後，Cs上電壓將由- >、變為+ [、，則Cs電壓變化
範圍為MJ;= U^ - U^ = 2UCr 則試品閥上電壓變化為
權利要求
1.一種高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗方法，其特徵在於該方法包括如下步驟1)在to時刻輔助控制閥Da4觸發，在試品閥Vt之上形成反向恢復電壓；2)暫態恢復電壓之後，在tl時刻，高壓電壓源向電容器Cs、輔助控制閥Da3和Da4 及試品閥Vt充電，Cs電壓極性翻轉，試品閥電壓由反向變為正向，通過調節分壓迴路電 阻R和電容C值大小，調節試品閥上正向電壓大小，以滿足試驗條件；3)在β時刻觸發試品閥Vt，形成最小觸發電壓；4)在t3時刻觸發輔助控制閥Da3和高壓隔離閥Daux，電容器Cs將 通過Vt放電，產生如運行條件下的初始湧流，形成晶閘管閥導通過程中的 di(dix ,同時電流源向試品閥輸出試驗電流。
2.—種高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗電路，包括高壓電流源和高壓電流源，高 壓電壓源的正極、負極之間依次串接有第一輔助控制閥和換相電抗，串接試品閥後構成 試品閥的通流迴路；第一輔助控制閥的兩端反向並接有第二輔助控制閥，高壓電壓源的 兩端並接有震蕩電容器；試品閥的兩端並接有低壓電流源，低壓電流源的正極與試品閥 之間串接有高壓隔離閥，其特徵在於第一輔助控制閥和第二輔助控制閥上並接有由分 壓電阻和分壓電容組成的分壓迴路。
全文摘要
本發明涉及一種高壓直流輸電換流暫態低電壓試驗方法及其電路，其電路包括高壓電流源和高壓電流源，高壓電壓源的正極、負極之間依次串接有第一輔助控制閥和換相電抗，串接試品閥後構成試品閥的通流迴路；第一輔助控制閥的兩端反向並接有第二輔助控制閥，高壓電壓源的兩端並接有震蕩電容器；試品閥的兩端並接有低壓電流源，低壓電流源的正極與試品閥之間串接有高壓隔離閥，第一和第二輔助控制閥上並接有由分壓電阻和分壓電容組成的分壓迴路。本發明是通過在輔助控制閥上並聯由電阻和電容組成的分壓迴路，在試品閥上正向電壓建立時來實現試品閥上暫態低電壓的要求，能夠真實反應直流輸電換流閥暫態運行過程中的電壓應力特性。
文檔編號G01R31/00GK102023272SQ201010604828
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者常忠廷, 張建, 段豔麗, 甘江華, 胡四全, 胡永雄, 範彩雲, 阮衛華 申請人:許繼集團有限公司