[發(fā)明專利]一種高壓直流輸電換流暫態(tài)低電壓試驗方法及其電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010604828.X
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102023272A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常忠廷;張建;甘江華;胡四全;范彩云;阮衛(wèi)華;胡永雄;段艷麗
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼集團有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/327
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩;馬儀成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流輸電的電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種高壓直流輸電換流暫態(tài)低電壓試驗方法及其電路。

背景技術(shù)

高壓直流輸電是20世紀50年代發(fā)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?cè)萘砍^18GW,總輸電距離超過7000km。這讓中國電網(wǎng)進入了一個交直流互補的時代，直流輸電技術(shù)的不斷進步及其在大電網(wǎng)發(fā)展中體現(xiàn)出來的優(yōu)越性，使得我國電網(wǎng)面臨空前發(fā)展的局面。由于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(guī)劃建設(shè)中的直流輸電工程已經(jīng)和即將在西電東送、南北互供中承擔主要送電任務(wù)，在未來全國聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。而目前由于發(fā)電廠發(fā)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(zhuǎn)換的換流閥成為直流輸電的核心部件，其可靠性和穩(wěn)定性決定著直流輸電的可靠性和穩(wěn)定性，進而決定著供電的可靠性和穩(wěn)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(wěn)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(nèi)容。運行試驗關(guān)系到高壓直流輸電換流閥的設(shè)計和制造水平，也是提高換流閥運行可靠性的重要手段。暫態(tài)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(tǒng)故障引起的暫態(tài)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(yīng)不短于交流系統(tǒng)清除故障的恢復(fù)時間。

暫態(tài)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：

其中，，閥側(cè)繞組標稱空載線電壓；

，安全系數(shù)，取0.95。

，暫時低電壓系數(shù)，取0.3。

，單閥的晶閘管數(shù)；

，試驗晶閘管數(shù)；

，暫態(tài)運行最小觸發(fā)角，5°。

通過計算表明，換流閥暫態(tài)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(fù)電壓較正向電壓高很多。

在國外，ABB公司由于采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11kV,其電流源通過控制觸發(fā)時刻就可以完成試品閥所需的暫態(tài)低電壓測試需要。但這種試驗方法對于試驗電源容量提出了更高要求，經(jīng)濟性較差。

對于未采用高壓電流源方式的換流閥合成試驗回路如圖1所示，由于高電壓回路采用電容-電感諧振方式，在試品閥上很難實現(xiàn)正反向電壓的不對稱，因此試驗時通常采用降低試品閥反向恢復(fù)電壓值方式進行試驗，不能真實反應(yīng)直流輸電換流閥暫態(tài)運行過程中的電壓應(yīng)力特性。

目前國內(nèi)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(tài)低電壓試驗的技術(shù)專利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流輸電換流暫態(tài)低電壓試驗方法，以解決現(xiàn)有試驗方法所帶來的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的高壓直流輸電換流暫態(tài)低電壓試驗方法的技術(shù)方案如下，該方法包括如下步驟：

1）在t0時刻輔助控制閥Da4觸發(fā)，在試品閥Vt之上形成反向恢復(fù)電壓；

2）暫態(tài)恢復(fù)電壓之后，在t1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(zhuǎn)，試品閥電壓由反向變?yōu)檎颍ㄟ^調(diào)節(jié)分壓回路電阻R和電容C值大小，調(diào)節(jié)試品閥上正向電壓大小，以滿足試驗條件；

3）在t2時刻觸發(fā)試品閥Vt，形成最小觸發(fā)電壓；

?4）在t3時刻觸發(fā)輔助控制閥Da3和高壓隔離閥Daux，電容器Cs將通過Vt放電，產(chǎn)生如運行條件下的初始涌流，形成晶閘管閥導(dǎo)通過程中的，同時電流源向試品閥輸出試驗電流。

本發(fā)明提供的高壓直流輸電換流暫態(tài)低電壓試驗電路的技術(shù)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，串接試品閥后構(gòu)成試品閥的通流回路；第一輔助控制閥的兩端反向并接有第二輔助控制閥，高壓電壓源的兩端并接有震蕩電容器；試品閥的兩端并接有低壓電流源，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并接有由分壓電阻和分壓電容組成的分壓回路。

本發(fā)明高壓直流輸電換流閥暫態(tài)低電壓試驗方法，是通過在輔助控制閥上并聯(lián)由電阻和電容組成的分壓回路，在試品閥上正向電壓建立時來實現(xiàn)試品閥上暫態(tài)低電壓的要求，能夠真實反應(yīng)直流輸電換流閥暫態(tài)運行過程中的電壓應(yīng)力特性。本發(fā)明試驗方法與傳統(tǒng)試驗方法相比，除需要在輔助控制閥Da3、Da4兩端增加一組并聯(lián)分壓阻抗外，不需要改變試驗回路結(jié)構(gòu)，同時此并聯(lián)阻抗還可以用試品閥未參與試驗的閥段代替，這樣對整個試驗回路投資不會產(chǎn)生任何影響。