一种高压直流断路器电流耐受试验回路及方法技术

本发明专利技术涉及一种高压直流断路器电流耐受试验回路及方法，包括串联连接的直流电源、电抗器以及用于串设直流断路器试品的测试支路，测试支路的两端并联有用于转移测试支路中的电流的辅助开关阀支路，辅助开关阀支路中串设有至少一个全控型开关器件。本发明专利技术通过将辅助开关阀支路和用于串设直流断路器试品的测试支路并联连接，在直流断路器电流测试过程中，由辅助开关阀支路辅助控制流经测试支路的电流，保证了直流断路器试品测试电流相对稳定性，避免了将直流电源直接通过电抗器加载到直流断路器试品时测试电流缓慢变化的现象，可以精确控制直流断路器试品的电流加载时间，提高了模拟真实电流的精确性以及试验的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流断路器电流耐受试验回路及方法
本专利技术涉及一种高压直流断路器电流耐受试验回路及方法，属于高压直流断路器试验

技术介绍
高压直流输电是20世纪50年代发展起来的一种新型输电方式，目前全世界的直流输电工程约100个，我国直流输电工程也有10多个，总容量超过18GW，总输电距离超过7000km。目前，中国电网已进入了一个交直流互补的时代，直流输电技术的不断进步及其在大电网发展中体现出来的优越性，使得我国电网面临空前发展的局面。由于直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点，因此在运、在建及规划建设中的直流输电工程已经和即将在西电东送、南北互供中承担主要送电任务，在未来全国联网中发挥重要作用。高压直流断路器是直流系统中的核心设备，由于直流输电电流及电压连续不间断，电网设备出现故障时短路电流上升极快，只有采用高压直流断路器才能实现故障电流的快速断开，降低故障冲击，并能在故障清除后实现快速启动。高压直流断路器电流耐受试验是高压直流断路器所有试验中的重要试验项目，主要考核直流断路器在实际系统中运行工况下的耐受电热应力。在现有的高压直流断路器电流耐受试验中，通常采用测试电源给直流断路器试品直接上电的形式，在导通或者关断直流断路器试品的过程中，由于测试电路中电感的作用，流经直流断路器试品的电流不能突变，导致直流断路器试品模拟真实电流不精确，加载电流时间难以控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压直流断路器电流耐受试验回路及方法，用于解决高压直流断路器的电流耐受试验过程中模拟真实电流不精确导致加载电流时间难以控制的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高压直流断路器电流耐受试验回路，包括串联连接的直流电源、电抗器以及用于串设直流断路器试品的测试支路，所述测试支路的两端并联有用于转移所述测试支路中的电流的辅助开关阀支路，所述辅助开关阀支路中串设有至少一个全控型开关器件。进一步的，所述辅助开关阀支路包括两个以上的全控型开关器件，所述全控型开关器件并联连接。进一步的，所述全控型开关器件为IGBT。进一步的，所述直流电源为两组背靠背运行的六脉动换流器。进一步的，所述IGBT并联有保护晶闸管。本专利技术还提供了一种高压直流断路器电流耐受试验方法，包括以下步骤：步骤1，控制导通辅助开关阀支路，调整流经辅助开关阀支路的电流为高压直流断路器试品的所需测试电流；步骤2，控制导通串设直流断路器试品的测试支路，将测试电流由辅助开关阀支路转移到测试支路，并控制关断辅助开关阀支路；步骤3，达到设定的测试时间后，控制导通辅助开关阀支路，将测试电流由测试支路转移到辅助开关阀支路；步骤4，控制关断测试支路，当测试电流全部通过辅助开关阀支路后，控制关断辅助开关阀支路。进一步的，通过控制串设在辅助开关阀支路中的全控型开关器件控制辅助开关阀支路的导通和关断。进一步的，所述全控型开关器件为IGBT。本专利技术的有益效果是：由于辅助开关阀支路和用于串设直流断路器试品的测试支路并联连接，在直流断路器的电流测试过程中，控制导通辅助开关阀支路，当通过辅助开关阀支路的电流达到直流断路器试品所需的试验电流后，控制导通测试支路，断开辅助开关阀支路，试验电流从辅助开关阀支路转移到测试支路；在测试结束后，即达到设定的测试时间后，控制导通辅助开关阀支路，控制断开测试支路，试验电流由测试支路转移到辅助开关阀支路；由于在整个测试过程流过直流断路器试品即测试支路的测试电流相对稳定，避免了将直流电源直接通过电抗器加载到直流断路器试品时测试电流缓慢变化的现象，辅助开关阀支路首次关断到辅助开关阀支路第二次导通时所用时间即为直流断路器的加载时间，测试时间容易掌控，提高了模拟真实电流的精确性以及试验的准确性。进一步的，采用背靠背运行的六脉动换流器来提供测试电流，可以通过控制换流器的触发角来调节测试电流，提高了测试电流的稳定性，并且供电电源只需要补偿损耗的电能，运行成本低。附图说明图1是高压直流断路器电流耐受试验回路的电路结构原理图；图2是高压直流断路器电流耐受试验回路的控制时序图；图3是流经直流断路器试品的电流变化波形图。具体实施方式下面结合附图以及具体的实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的高压直流断路器电流耐受试验回路如图1所示，共包含以下几个部分：背靠背运行的两组六脉动换流器、平波电抗器LC、由IGBT辅助阀组成的辅助开关阀支路、用于串设高压直流断路器试品的测试支路。其中，两组六脉动桥采用背靠背运行方式，一组六脉动桥工作于整流模式，一组六脉动桥工作于逆变模式。背靠背运行的六脉动换流器根据试验电流的要求提供试验时所需要的大电流。IGBT辅助阀包括并联连接的全控型开关器件即IGBT，IGBT的数目可以是2、3、4等。两组六脉动换流器、平波电抗器LC以及IGBT辅助阀构成了电流源回路。当然，作为其他的实施方式，也可以采用现有技术中其他的直流电源直接串设在电流源回路中用于提供测试电流，来替代背靠背六脉动换流器。IGBT辅助阀也可以仅包括一个全控型开关器件，全控型开关IGBT也可以替换为IGCT等其他全控型功率开关器件。另外，也可以在IGBT的两端并联晶闸管，用于保护IGBT。在高压直流断路器电流耐受试验过程中，通过PID控制器控制六脉动换流器来调节测试电流的大小，通过控制IGBT辅助阀和高压直流断路器试品的导通时序来控制试验电流流过直流断路器试品的时间。本专利技术的试验回路的试验过程如图2所示：1)t0时刻，直流断路器试验控制系统开通IGBT辅助阀，启动电流源回路并调整回路电流为直流断路器试品的所需试验电流；2)t1时刻，控制试品阀即直流断路器试品导通，使试验电流由IGBT辅助阀向试品阀转移；3)t2时刻，关断IGBT辅助阀，使试验电流完全流过试品阀；4)t3时刻，导通IGBT辅助阀，试验电流开始由试品阀向辅助阀转移；5)t4时刻，关断试品阀，试验电流由试品阀完全转移至IGBT辅助阀；6)t5时刻，关断电流电源和IGBT辅助阀，试验结束。其中，t2—t3为试品阀耐受电流时间，图3给出了流经试品阀的电流I的变化波形图。综上所述，本专利技术的试验回路具有如下优点：(1)试验电流可以采用控制系统PID控制器自动控制，试验电流稳定；(2)电流电源是背靠背工作，所以正常运行时，电源系统只用来补充损耗的能量，这部分能量比较小，运行成本低；(3)IGBT辅助阀控制灵活，实现便捷，控制简单。另外，此试验回路具有成本低，实现便捷，参数调节方便，可重复性强等特点，能够有效提高试验效率。本专利技术还提供了一种高压直流断路器电流耐受试验方法，包括以下步骤：步骤1，控制导通辅助开关阀支路，调整流经辅助开关阀支路的电流为高压直流断路器试品的所需测试电流；步骤2，控制导通串设直流断路器试品的测试支路，将测试电流由辅助开关阀支路转移到测试支路，并控制关断辅助开关阀支路；步骤3，达到设定的测试时间后，控制导通辅助开关阀支路，将测试电流由测试支路转移到辅助开关阀支路；步骤4，控制关断测试支路，当测试电流全部通过辅助开关阀支路后，控制关断辅助开关阀支路。上述的高压直流断路器电流耐受试验回路实际上是实现高压直流断路器电流耐受试验方法的一种具体电路，但是并不局限于上述给出的具体电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流断路器电流耐受试验回路，其特征在于，包括串联连接的直流电源、电抗器以及用于串设直流断路器试品的测试支路，所述测试支路的两端并联有用于转移所述测试支路中的电流的辅助开关阀支路，所述辅助开关阀支路中串设有至少一个全控型开关器件。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流断路器电流耐受试验回路，其特征在于，包括串联连接的直流电源、电抗器以及用于串设直流断路器试品的测试支路，所述测试支路的两端并联有用于转移所述测试支路中的电流的辅助开关阀支路，所述辅助开关阀支路中串设有至少一个全控型开关器件。2.根据权利要求1所述的高压直流断路器电流耐受试验回路，其特征在于，所述辅助开关阀支路包括两个以上的全控型开关器件，所述全控型开关器件并联连接。3.根据权利要求1或2所述的高压直流断路器电流耐受试验回路，其特征在于，所述全控型开关器件为IGBT。4.根据权利要求1或2所述的高压直流断路器电流耐受试验回路，其特征在于，所述直流电源为两组背靠背运行的六脉动换流器。5.根据权利要求3所述的高压直流断路器电流耐受试验回路，其特征在于，所述IGBT并联有保护晶闸管。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚为正，胡四全，范彩云，常忠廷，才利存，徐涛，邱育林，董岳，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41