一种输电阀的测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种输电阀的测试系统及方法，测试系统包括串联连接的调压变压器、两组阀单元和信号发生器；所述调压变压器，用于通过向与其串联的两组阀单元输出测试电压，在两组阀单元内产生交流电流；所述信号发生器，用于分别向所述两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在两组阀单元内产生直流偏置电流；其中，所述串联的两组阀单元产生的电压方向相反。本发明专利技术的系统和方法，在阀单元的测试过程中，通过两组不同脉冲宽度的脉冲信号，在被测阀单元和陪试阀单元所产生的电压不能完全抵消，残余直流电压分量，从而在串联回路中产生直流偏置电流，使得测试过程中被测阀单元的电流应力与实际运行相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统及电力电子系统当中的输电阀的测试系统，具体涉及。
技术介绍
高压直流输电中，输电的阀单元的可靠性非常重要。在设计和生产中，都需要对阀单元进行充分的测试，以保证阀在各种情况下的可靠性。阀的测试中，非常重要的一点是，必须测试阀在各种电压、电流、温度及动态应力组合下的可靠性，确保测试条件能够与阀在实际运行中所承受的应力等效，最好能够让阀承担和实际使用中等效的应力。否则，阀的测 试将不能完整地表明阀在实际使用中的可靠性。为了模拟在实际使用中可能遇到的各种应力，现有技术对传统的晶闸管阀设计了各种合成实验。目前主流的电压源型高压直流输电阀主要由可关断器件组成，目的是可以实现对有功、无功的独立快速控制，更好地满足了电力系统的需要。图I是电压源型高压直流输电的变流器结构图，图2是图I中的阀单元结构。电压源型高压直流输电过程中，阀中流过的电流是带直流偏置的工频交流电流，其电流的波形如图3所示。然而传统测试方法中，目前都采用纯正弦电流来进行测试，在被测阀单元的输出端接一个负载电抗，并且让被测阀单元输出固定频率的正弦调制电压，在负载电抗和被测阀单元中上产生正弦电流。很明显，在传统的测试方法中被测试的阀单元或多个阀单元组成的阀组上没有直流偏置电流，测试环境和实际运行环境的电流应力不同，故不能精确评估阀/阀组在实际运行中的可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供，以解决由于上述被测阀单元或阀组在测试过程不具有直流偏置电流，导致不能验证实际运行过程中的可靠性的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种直流输电阀的测试系统，包括串联连接的调压变压器、两组阀单元和信号发生器；所述调压变压器，用于通过向与其串联的两组阀单元输出测试电压，在两组阀单元内产生交流电流；所述信号发生器，用于分别向所述两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在两组阀单元内产生直流偏置电流；其中，所述串联的两组阀单元产生的电压方向相反。本专利技术提供一种输电阀的测试方法，包括在两组相互串联的阀单元上串联调压变压器；其中，两组阀单元的电压方向相反；测试过程中，通过设置调压变压器的电压，调节两组阀单元的交流电流；同时，通过信号发生器在同一时刻分别向两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在两组阀单元内产生直流偏置电流。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点本专利技术，测试系统包括一个用来产生交流电流的调压变压器以及输出两组不同脉冲信号的信号发生器；被试模组由多个等同的被测阀单元串联在一起组成，镜像模组由多个等同的陪试阀单元串联在一起组成；被试模组、镜像模组、调压变压器的副边串联在一起；通过控制可调压变压器的输电电压大小来控制各被测/陪试阀中的交流电流大小，通过控制产生的两组不同宽度的脉冲信号的差值来控制阀中电流的直流偏置的大小和方向。本专利技术的系统和方法，在阀单元的测试过程中，通过两组不同脉冲宽度的脉冲信号，在被测阀单元和陪试阀单元所产生的电压不能完全抵消，残余直流电压分量，从而在串联回路中产生直流偏置电流，使得测试过程中被测阀单元的电流应力与实际运行相同。附图说明图I为现有技术电压源型高压直流输电的换流器结构示意图； 图2为基于图I的阀单元结构；图3为实际运行中阀单元内所通过电流的波形图；图4为实施例中测试系统的结构框图；图5为实施例中不同脉冲宽度的电压信号叠加后的电压波形的示意图；图6为阀单元的电路结构图；图7为图4中阀单元供电的直流电源拓扑结构；图8为图4中另一种阀单元的供电的直流电源拓扑结构图。具体实施例方式为清楚说明本专利技术中的技术方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。参见图4,本专利技术一种输电阀的测试系统包括串联连接的调压变压器、被测阀单元和陪试阀单元，以及用于控制阀单元的信号发生器；所述调压变压器，用于通过向与其串联的两组阀单元(被测阀单元和陪试阀单元)输出测试的电压，在所述阀单元内产生交流电流；所述信号发生器，用于在同一时刻向被测阀单元和陪试阀单元输出两组周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在被测阀单元和陪试阀单元内产生直流偏置电流。其中，被测阀单元和陪试阀单元所产生的电压方向相反。信号发生器产生图4中的相近的控制信号。在实施例中，所述信号发生器与每个所述阀单元之间通过光纤相连接；或，所述信号发生器与每个所述阀单元之间通过现场总线相连接。在实施例中，所述信号发生器为工控机或单片机。可以通过编程发出指定的脉冲序列。确定被测阀单元和陪试阀单元的控制脉冲后，可以在单片机或者工控机内部运行控制程序，直接发出所需的控制脉冲序列。参见图4，在实施例中，测试系统连接两组阀单元，一组为待测试的被测阀单元，另一组为陪试阀单元。两组阀单元相互串联连接，所产生的电压方向相反，内部电流方向相反、大小相同。多个被测阀单元串联在一起组成了被试模组，多个陪试阀单元串联在一起组成了镜像模组。被试模组、镜像模组、调压变压器的副边串联在一起。通过控制调压变压器的输电电压大小来控制阀单元中的交流电流的大小。具体确定调变压器的输出电压大小有两种方法 交流电流控制方法I :由测试要求确定被测阀单元交流电流幅值Ia。，假设串联回路(包括被测阀单元、陪试阀单元、调压变压器副边)总的电抗为L，交流的频率为，那么调整可调变压器的输出，使其输出交流电压为Vac=Iac*L*2 31 f0交流电流控制方法2 由测试要求确定被测阀单元交流电流幅值IA。，当被测阀单元中的实际交流电流比Ia。小时，就增大调压变压器的输出；当被测阀单元中的实际交流电流比Iac大时，就减小调压变压器的输出电压；如此调节，直到被测阀单元中的实际交流电流等于Ia。为止。被测阀单元和陪试阀单元的控制脉冲为周期相同、脉冲宽度不同的脉冲信号，其宽度差用来控制各阀单元的电流直流偏置。控制脉冲如图5所示，参见图5，图5为增大阀单元中的电流直流偏置时的控制脉冲示意图，从图中可以看到，镜像模组中的陪试阀单元和被试模组中的被测阀单元的输出电压基本相同，由于测试系统的器件的串联关系，使得两个模组的阀单元的电压基本相互抵消，只剩下一些很窄的脉冲，形成输电电压的直流分量，用来控制电流中的直流偏置。具体确定被测阀单元和陪试阀单元的脉冲宽度差有两种方法方法I :参见图5，由测试要求确定被测阀单元的控制脉冲信号，如图5 “被测阀单元I”所示。由测试要求确定被测阀单元的直流电流偏置ID。，假设串联回路总的电阻为R，交流的频率为&，每周期中被测单元控制脉冲的上升、下降沿数为n，每个阀单元的直流电容电压为Vd。那么陪试阀单元的每个控制脉冲沿需要比被测阀单元的控制脉冲沿平移t=R*IDC/Vdc/f0其中，当t>0时，上升沿向右移t，下降沿向左移t，如图5所示。当t〈0时，上升沿向左移，下降沿向右移，与图5所示移动方向相反。从而可以确定图5 “合成输出电压”和图5 “陪试阀单元I”。方法2 :参见图5，由测试要求确定被测阀单元的控制脉冲信号，如图5 “被测阀单元I”所示。由测试要求确定被测阀单元的直流电流偏置ID。；检测被测阀单元中的直流电流偏置，当实际直流电流偏置比Idc小时，增大陪试阀单元和被测阀单元的脉冲宽度差；当实际直流电流偏置比ID。大时，减小陪试阀单元和被测阀单元的脉冲宽度差。直到实际电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电阀的测试系统，其特征在于，包括串联连接的调压变压器、两组阀单元和信号发生器； 所述调压变压器，用于通过向与其串联的两组阀单元输出测试电压，在两组阀单元内产生交流电流； 所述信号发生器，用于分别向所述两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在两组阀单元内产生直流偏置电流；其中，所述串联的两组阀单元产生的电压方向相反。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述信号发生器与两组阀单元中的每个阀单元之间通过光纤或现场总线相连接。3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述信号发生器为工控机或单片机。4.一种输电阀的测试方法，其特征在于，包括 在两组相互串联的阀单元上串联调压变压器；其中，两组阀单元的电压方向相反； 测试过程中，通过设置调压变压器的电压，调节两组阀单元的交流电流；同时，通过信号发生器在同一时刻分别向两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁海清，郭晓明，苏位峰，卫三民，苟锐锋，李侠，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，北京西电华清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：