一种直流换流阀最小关断角运行试验方法技术

本发明专利技术提供了一种直流换流阀最小关断角运行试验方法，属于电力电子和电力系统模拟实验领域，本发明专利技术通过灵活调节高压小电流源中电容Ｃ的充电时刻来实现所需的关断时间，同时配合辅助阀的分压来获取所需的最小关断电压，通过增加一次振荡过程来满足试品取能，可以充分验证阀的关断可靠性。直流大电流由六脉动整流桥提供，波形与实际工况基本相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子和电力系统模拟实验领域，具体涉及一种直流换流阀试验方法，尤其涉及。
技术介绍
直流输电在远距离大容量输电，异步联网，海底电缆电力传输等方面与交流输电 相比有着无可比拟的优势，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。 最小关断角试验作为直流换流阀运行试验的一个试验项目，因它在试验要求上的 特殊性，决定了其试验方法不同于换流阀的其它运行试验项目。它要求试验装置既能提供 较低的关断电压又能提供准确的关断时间。 中国专利申请200710177109. 2公开了一种直流换流阀低电压参数运行试验的方法，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A;T1时刻，触发导通VT和VI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等效了开通电压和关断的恢复阶跃电压，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。 从上述所申请专利中所述内容来看，其试验装置是专门为低电压参数运行试验所开发设计的，能够很好的完成最小触发角、最小关断角、断续直流电流试验等低电压参数的运行试验。但是对于高电压参数的运行试验如最大持续运行负载试验、最大暂态运行试验，该专利申请中所述的装置与方法不能适用。 本专利技术的试验装置高电压源采用充电振荡回路，能够同时满足高电压参数运行试 验与低电压参数运行试验的要求，所提出的试验方法能够实现最小触发角运行试验，无需 专门为最小触发角运行试验等低电压参数运行试验独立开发一套试验装置，节约成本，经 济实用。 最小关断角试验考核试品阀在系统交流电压降低、关断角为系统设计允许的最小 值时的运行可靠性。此工况下，较低的关断电压和和关断时间对晶闸管的关断不利，直流换 流阀设计时应能保证在此工况下可以可靠关断，本专利所提出的方案可以很好的考核换流 阀此工况下运行可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种直流换流阀最小关断角运行试验的试验方法，通过灵活调节高3压小电流源中的充电时刻来实现所需的关断时间，同时配合辅助阀的分压来获取所需的最 小关断电压，通过增加一次振荡过程来满足试品取能以保证试品阀长时间稳态运行，可以 充分验证阀的关断可靠性。直流大电流由六脉动整流桥提供，波形与实际工况基本相同。 本专利技术提供的直流换流阀最小关断角试验方法准确的等效了关断电压和关断时 间，试验等效性较高。 本专利技术的技术方案是，其特征在于 (1)该方法所采用的装置是直流换流阀最小关断角运行试验装置，包括低压大电 流直流电源、高压小电流源，辅助阀V1和试品阀VT，其中，低压大电流直流电源与试品阀并 联，为试品阀提供导通期间的直流大电流；高压小电流源通过辅助阀VI与试品阀连接，为 试品阀提供高电压；所述低压大电流直流源包括6流脉动整流器，所述高压小电流源的回 路包括充电装置、电容C和电抗器L，所述充电装置和电容C并联后与电抗器L串联； (2)该方法的步骤包括 通过在高电压小电流源半波振荡过程完成之前即让充电装置对电容C充电来控 制试品阀VT的关断时间，采用辅助阀分压方式获取试品阀的关断电压，利用再振荡方式使 试品阀充分取能； 高压小电流源提供试品所需的正向触发电压和试品阀VT关断后的反向恢复电 压，以及试品阀VT阻断期间的电压跃变和正向电压上升率； 同时通过引入高电压小电流源的小电流，来等效试品阀VT关断前的电流变化率； 低压大电流源在试品阀VT导通期间注入直流电流，从而正确的等效试品阀VT导通电流的峰值，复现试品阀VT导通期间的损耗，在高压小电流源电流截至前几百微秒内，低压大电流源的电流过零并被隔离，同时确保辅助阀VI的安全可靠关断。 其中，通过辅助阀VI的分压的策略来实现所需的最小关断电压；通过将电容C充电时刻t2选择在高压小电流过零前来控制关断时间；通过增加一次振荡过程来满足试品阀VT的取能，即在一个试验周期中，试品阀的电压两次从负电压上升到正电压，可以充分验证阀的关断可靠性。 本专利技术的有益效果是 1、所提出的试验方法完全满足相关试验标准的要求，所需试验参数调节灵活。 2、准确地等效了试品的关断电压、关断时间，试品的等效性高。 3、所提出的试验方法适用的试品范围广。附图说明 为了使本专利技术的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式的描述，下面给出与 本专利技术相关的附图说明如下 图1示出了直流换流阀最小关断角运行试验方法原理框图。 图2示出了最小触关断角试验电压电流波形。具体实施例方式下面是本专利技术的一个优选实施例，以下结合本附图对本专利技术实现的技术方案做进 一步说明。 直流换流阀低电压参数试验装置的原理框图如图1。主要包括6脉动背靠背低压 大电流源，高压小电流回路，辅助阀VI和试品阀VT。 高压小电流源提供试品所需的正向触发电压和试品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，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直流电流，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，试验波形如图2。 下面详细介绍试验波形产生过程 1) t0时刻试品阀中流过直流大电流； 2) tl时刻直流电流过零前触发导通V21阀，引入半波振荡电流； 3)t2时刻触发Vl给电容C补能； 4) t3时刻半波振荡电流过零，试品阀Vt关断并承受关断电压，电容C继续补能； 5) t4时刻触发V21 、 Vt ，引入半波电流； 6) t5时刻半波电流过零，触发V22，试品承受全部反向电压； 7)t6时刻触发V1、V21，电容C电压正向上升，试品电压承受全部电容电压； 8)t7时刻触发Vt、Vl，引入半波电流； 9)t8时刻，半波电流过零前触发V5，引入直流大电流； 10)t9时刻，触发Vl给电容C充电，使其电压返回至正向，为下一个工作周期作准备。 上面通过特别的实施例内容描述了本专利技术，但是本领域技术人员还可意识到变型 和可选的实施例的多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因此，可以 理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本专利技术中，本专利技术的范围仅仅被附上 的专利权利要求书及其同等物限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流换流阀最小关断角运行试验方法，其特征在于（１）该方法所采用的装置是直流换流阀最小关断角运行试验装置，包括低压大电流直流电源、高压小电流源，辅助阀Ｖ１和试品阀ＶＴ，其中，低压大电流直流电源与试品阀并联，为试品阀提供导通期间的直流大电流；高压小电流源通过辅助阀Ｖ１与试品阀连接，为试品阀提供高电压；所述低压大电流直流源包括６流脉动整流器，所述高压小电流源的回路包括充电装置、电容Ｃ和电抗器Ｌ，所述充电装置和电容Ｃ并联后与电抗器Ｌ串联；（２）该方法的步骤包括：通过在高电压小电流源半波振荡过程完成之前即让充电装置对电容Ｃ充电来控制试品阀ＶＴ的关断时间，采用辅助阀分压方式获取试品阀的关断电压，利用再振荡方式使试品阀充分取能；高压小电流源提供试品所需的正向触发电压和试品阀ＶＴ关断后的反向恢复电压，以及试品阀ＶＴ阻断期间的电压跃变和正向电压上升率；同时通过引入高电压小电流源的小电流，来等效试品阀ＶＴ关断前的电流变化率；低压大电流源在试品阀ＶＴ导通期间注入直流电流，从而正确的等效试品阀ＶＴ导通电流的峰值，复现试品阀ＶＴ导通期间的损耗，在高压小电流源电流截至前几百微秒内，低压大电流源的电流过零并被隔离，同时确保辅助阀Ｖ１的安全可靠关断。...

【技术特征摘要】
一种直流换流阀最小关断角运行试验方法，其特征在于(1)该方法所采用的装置是直流换流阀最小关断角运行试验装置，包括低压大电流直流电源、高压小电流源，辅助阀V1和试品阀VT，其中，低压大电流直流电源与试品阀并联，为试品阀提供导通期间的直流大电流；高压小电流源通过辅助阀V1与试品阀连接，为试品阀提供高电压；所述低压大电流直流源包括6流脉动整流器，所述高压小电流源的回路包括充电装置、电容C和电抗器L，所述充电装置和电容C并联后与电抗器L串联；(2)该方法的步骤包括通过在高电压小电流源半波振荡过程完成之前即让充电装置对电容C充电来控制试品阀VT的关断时间，采用辅助阀分压方式获取试品阀的关断电压，利用再振荡方式使试品阀充分取能；高压小电流源提供试品所需的正向触发电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广福，高冲，温家良，查鲲鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]