[發明專利]變壓器及換流閥充電試驗電路及方法

在審

• 申請號: 202011181322.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112269152A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 辛光明;王豐;蔡巍;謝歡;劉苗;陳瑞;王曉斐;李善穎;李長宇
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62;G01R19/155
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;任默聞

本發明提供變壓器及換流閥充電試驗電路及方法，其中變壓器及換流閥充電試驗電路包括：交流試驗電源、一端耦接在所述試驗電源輸出端的試驗模塊以及與所述試驗模塊另一端耦接的并聯直流橋臂；其中，所述試驗模塊用于調節所述交流試驗電源的輸出電壓，進而使所述并聯直流橋臂的輸入端電壓在設定時長內從零提升至設定電壓。本發明提供了使用中低壓試驗電源對變壓器、換流器進行充電及解鎖的試驗方法及試驗平臺，能夠減小對試驗電源容量的需求，在換流器解鎖過程中，采用在低電壓情況下進行換流器解鎖的方法來減小沖擊電流。換流器解鎖后，采用逐步提高換流器輸入交流電壓、并跟隨抬高直流電壓的方法進行換流器充電的方法。

技術領域

本發明涉及電路技術領域，更具體的，涉及換流變壓器及換流閥充電試驗電路及方法。

背景技術

柔性直流輸電技術是一種以電壓源變流器、可關斷器件和脈寬調制技術為基礎的新型直流輸電技術。與傳統基于晶閘管的電流源型直流輸電技術相比，柔性直流輸電技術具有可控性高、設計施工方便環保、占地小及換流站間無需通信等優點，在可再生能源并網、分布式發電并網、孤島供電、城市電網供電等方面具有明顯的優勢。柔性直流輸電近年來得到了快速發展。

海上風電并網是柔性直流輸電的一個重要應用，柔直海上換流站需要建設在海上平臺。考慮海上施工條件限制，無法在海上完成大型設備的安裝和試驗，需要在碼頭上進行設備安裝、調試后把海上平臺整體送至指定海域。若海上柔直換流站到達指定海域后發現大型設備出現質量缺陷等問題，需要把平臺整體運輸至試驗碼頭進行處理，費用和時間成本非常高，僅是海上平臺運輸費用就達到億元人民幣。我國第一座海上柔直換流站計劃在20201年建成，從工程角度出發，對換流變、換流閥等大型設備的帶電等基礎試驗必須在碼頭上完成。

柔直換流站中的換流變壓器及換流閥有很大的沖擊電壓，僅對變壓器進行充電時的瞬時電流就能達到2～4倍額定電流。這對試驗電源強度要求很高，一臺1500MW的變壓器瞬時充電功率能夠達到3000MW，只有大電網才能承受這樣的沖擊，以往的工程均采用電網系統進行充電試驗(一般為500kV或220kV)。通常，碼頭只能提供10kV的低壓電源，電源容量只有3～5MW，完全不能滿足試驗需要。

發明內容

為了解決上述問題中的至少一個，本發明第一方面提供一種變壓器及換流閥充電試驗電路，包括：

交流試驗電源、一端耦接在所述試驗電源輸出端的試驗模塊以及與所述試驗模塊另一端耦接的并聯直流橋臂；其中，

所述試驗模塊用于調節所述交流試驗電源的輸出電壓，進而使所述并聯直流橋臂的輸入端電壓在設定時長內從零提升至設定電壓。

在優選的實施例中，所述試驗模塊包括：

調壓器，與所述試驗電源的輸出端耦接；

控制器，一端耦接在所述調壓器與升壓變壓器之間的導線上，另一端與所述調壓器的控制端耦接，并可根據接收的電流或電壓輸出調壓指令。

在優選的實施例中，所述試驗模塊還包括：

升壓變壓器，與所述調壓器的輸出端耦接；

在優選的實施例中，還包括：開光柜，耦接在所述試驗電源和所述調壓器之間。

在優選的實施例中，還包括：

換流變壓器，耦接在所述換流閥的輸入端與所述升壓變壓器的輸出端之間。

在優選的實施例中，所述升壓變壓器為海上柔直站用變壓器。

在優選的實施例中，所述設定電壓小于所述交流試驗電源的最高電壓。

在優選的實施例中，所述并聯直流橋臂的輸入端電壓的調節速率低于設定閾值。

本發明另一方面實施例提供一種利用上述變壓器及換流閥充電試驗電路進行充電試驗的方法，包括：