[發明專利]一種直流系統開斷過電壓試驗裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 201910215259.0
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109856519A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 趙贏峰;呂瑋;楊兵;謝曄源;方太勛
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種直流系統開斷過電壓試驗裝置及其試驗方法，所述試驗裝置包括電壓源(10)、單向導通單元(20)、限流電感(30)、調波單元(40)、試品(50)和放電單元(60)，所述調波單元(40)包括調波電阻(401)，所述調波電阻(401)為可調電阻；其中：所述電壓源(10)、單向導通單元(20)、限流電感(30)、調波電阻(401)和試品(50)順次串聯連接，放電單元(60)和試品(50)并聯連接。本方案可考驗直流設備接線端對地承受故障直流線路極端開斷情況下出現的波頭時間為微秒、波尾電壓為直流的特殊過電壓下的絕緣耐受性能，試驗裝置無需復雜的邏輯控制，實現方法簡單可靠，應用范圍廣、適用性高、安全性高。

技術領域

本發明涉及直流輸電領域，尤其涉及一種直流系統開斷過電壓試驗裝置及其試驗方法。

背景技術

由于風電、光伏等間歇式可再生能源大規模接入電網的現實需求，多端高壓直流電網成為最有效的解決途徑。高壓直流電網中短路電流的開斷問題是目前影響電網穩定性的關鍵因素。高壓直流斷路器能夠實現快速切除或隔離短路故障，是解決高壓直流電網中短路電流開斷問題的有效手段。

直流斷路器在開斷故障直流線路過程中，極端情況下直流斷路器和換流閥等直流設備直流線路側接線端對地將承受特殊的過電壓波形，該過電壓波形在微秒時間內從0伏上升到過電壓幅值，而后在過電壓幅值下持續幾秒時間。采用傳統的沖擊電壓試驗單獨驗證直流設備接線端對地在微秒時間內從0伏上升到過電壓幅值的電壓下的絕緣耐受性能，采用直流電壓試驗單獨驗證直流設備接線端對地在過電壓幅值下持續幾秒時間的電壓下的絕緣耐受性能，不能準確反應直流設備接線端對地在特殊過電壓波形的電壓下的絕緣耐受性能。

實際生產中沒有專門的波頭時間為微秒、波尾電壓為直流的電壓發生器，因此如何利用常見的試驗設備搭建試驗回路，驗證直流設備接線端對地在特殊過電壓波形的電壓下的絕緣耐受性能，成為保證直流設備安全運行的關鍵。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種直流系統開斷過電壓試驗裝置及其試驗方法，其可充分考核直流設備接線端對地在特殊過電壓下的絕緣性能，從而保證直流設備的運行安全。

為了達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種直流系統開斷過電壓試驗裝置，所述試驗裝置包括電壓源10、單向導通單元20、限流電感30、調波單元40、試品50和放電單元60，所述調波單元40包括調波電阻401，所述調波電阻401為可調電阻；其中：所述電壓源10、單向導通單元20、限流電感30、調波電阻401和試品50順次串聯連接，放電單元60和試品50并聯連接。

進一步的，所述調波單元40還包括調波電容402，所述調波電容402與試品50并聯連接；調波電容402為可調電容。

進一步的，所述電壓源10包括充電電源101、充電開關102、放電開關103、放電電容104和放電電阻一105，放電電容104與相互串聯的充電電源101和充電開關102并聯，放電電容104與相互串聯的放電開關103和放電電阻一105并聯；所述放電電容104為單獨布置的可調電容。

進一步的，所述單向導通單元20包括可控功率半導體硅堆一201、可控功率半導體硅堆二202、二極管硅堆一203、二極管硅堆二204，可控功率半導體硅堆一201和二極管硅堆一203反向并聯，可控功率半導體硅堆二202和二極管硅堆二204反向并聯，可控功率半導體硅堆一201和可控功率半導體硅堆二202反向串聯；可控功率半導體硅堆一201、可控功率半導體硅堆二202、二極管硅堆一203、二極管硅堆二204均包含至少一個功率半導體開關器件，同一個硅堆中的所有功率半導體開關器件同向依次串聯，功率半導體開關器件均包括相應的均壓回路。

進一步的，所述可控功率半導體硅堆一201和可控功率半導體硅堆二202中的功率半導體開關器件為晶閘管、IGBT、SiC。