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冲击 电压复合的高压直流输电换流 阀 故障 电流试验方法

阅读：994发布：2020-09-27

专利汇可以提供冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法。本发明提供的技术方案采用正负对称的电压与冲击电压相复合以形成正负不对称的正反向高压，使试品电压在既定时刻准确达到所需电压峰值。试验电路相对简单，省掉了一般故障电流试验中的高电压源，由冲击发生器替代，试验方式灵活、安全，可适用于不同直流工程的换流阀。，下面是冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，所述方法用的试验装置包括试品阀(1)、直流电流源(2)、辅助阀(3)、故障电流源(4)；其特征在于，所述方法用的试验装置包括冲击发生器(5)；所述冲击发生器(5)和试品阀(1)并联后与辅助阀(3)串联；
所述试品阀(1)串联辅助阀(3)组成直流电流源(2)中6脉动桥整流器B6的桥臂；所述故障电流源(4)中的电感L与冲击发生器(5)并联。
2.如权利要求1所述的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，其特征在于，所述试验装置中的故障电流源(4)包括直流电压源T1、调压器T2、电容器、电抗器、隔离阀、电阻和开关；电容器包括依次并联的电容器C1、C2、C3，电抗器为L，隔离阀包括依次并联的隔离阀V1、V2、V3，电阻为R，开关包括依次并联的开关S1、S2和S3；所述隔离阀V1、V2和V3，电容器C1、C2和C3，开关S1、S2和S3与电抗器L依次串联；所述电阻R和开关S1、S2和S3串联；所述直流电压源T1的输出连接电阻R；所述电阻R和开关连接；所述开关S1、S2和S3分别与隔离阀V1、V2、V3连接；所述调压器T2和直流电压源T1并联。
3.如权利要求1所述的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，其特征在于，所述试验装置中直流电流源(2)包括大电流变压器T、断路器、隔离开关、限流电抗器、电抗器Lh和L1以及6脉动整流器B6；所述大电流变压器T、断路器、隔离开关和限流电抗器依次串联；6脉动桥整流器B6的输出端接依次串联的电抗器Lh和L1。
4.如权利要求1所述的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，所述方法包括下述步骤：
A、所述直流电流源(2)工作并使得输出电流值达到加热电流值，故障电流源(4)中的开关闭合为电容器充电，使电容器的电压达到试验所需值；
B、闭锁所述辅助阀(3)，让直流电流源(2)的直流电流流入试品阀(1)中，加热试品阀(1)；
C、所述试品阀(1)被加热到一定结温后，开通故障电流源(4)中的隔离阀V1、V2和V3，让故障电流源(4)向试品阀(1)流入故障电流，进而产生试品阀(1)的故障电压；
D、触发所述的冲击电压发生器(5)，使冲击电压发生器(5)给试品阀(1)提供冲击电压，与故障电流源(4)的故障电压相复合组成试品阀(1)的电压。
5.如权利要求1所述的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，其特征在于，所述步骤A中，在单波次故障电流试验中，故障电流源(4)中的开关S1闭合为电容器C1充电，使电容器C1的电压达到试验所需值；在三波次故障电流试验中，故障电流源(4)中的开关S1、S2和S3分别为电容器C1、C2和C3充电，使电容器C1、C2和C3的电压达到试验所需值。
6.如权利要求1所述的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，其特征在于，所述步骤C中，在单波次故障电流试验中，故障电流源(4)为试品阀(1)提供故障电流后的反向电压和部分正向电压；所述步骤D中，在单波次故障电流试验中，所述冲击电压为正向冲击电压；在三波次故障电流试验中，所述冲击电压为反向冲击电压，在第二个故障电流后施加于试品阀(1)上。
7.如权利要求1所述的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，其特征在于，所述方法采用正负对称的电压与冲击电压相复合形成正负不对称的正反向高压，使试品电压在既定时刻准确达到所需电压峰值。

说明书全文

冲击电压复合的高压直流输电换流 阀 故障 电流试验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种直流换流阀试验方法，具体讲涉及冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法。

背景技术

[0002] 随着高压直流输电技术在电力系统中应用的逐步推广，其核心部件——大功率高压串联晶闸管阀的可靠性成为系统安全的关键。而故障电流试验是关系到高压串联晶闸管阀设计和制造水平，提高其可靠性的重要试验手段。其主要目的是验证换流阀承受短路电流引起的最大电流、电压和温度应力作用的设计是正确的。目前普遍采用合成的试验理念来进行直流输电换流阀的故障电流试验。其基本思想是采用直流电流源、故障电流源、高电压源等多套电源系统分别为换流阀提供加热电流、故障电流和故障后的正反向高压。合成试验回路能够完成下面两项试验：

[0003] a)后继闭锁的单波次故障电流试验——抑制一个最大幅值的单波次故障电流，从最高温度开始的，跟着闭锁发生的反向和正向电压，包括任何甩负荷造成的过电压；

[0004] b)无后继闭锁的多波次故障电流试验——在与单波次试验相同的条件下，直到断路器跳闸前，继续存在多波次故障电流，但不再施加正向电压。

[0005] 目前的试验电路中高电压源一般由L、C振荡电路构成，它所提供的高电压波形正负对称。所以对于单波次故障电流试验，一般合成试验回路在故障电流熄灭后为试品提供的正反向高压幅值大小相等。而在实际工况中，试品阀在经历故障电流后，换流阀先承受反向电压，然后电压上升直至达到正向峰值，且反向电压峰值要小于正向电压峰值，在这个过程中试品阀节温逐渐降低。一般合成试验回路提供的反向过高电压对刚刚经受故障电流节温偏高的换流阀很不利，有损坏试品阀的可能。此外，实际工况中换流阀所承受的正向电压峰值时刻是在其反向电压过零后5ms，对于一般合成试验回路，为达到此项要求必须修改电路有关参数，既增加投资又给试验操作带来不便。

发明内容

[0006] 本发明提供了冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，采用正负对称的电压与冲击电压相复合以形成正负不对称的正反向高压，且冲击电压施加时刻可以任意选取，幅值根据需要连续可调，可以是试品电压在既定时刻准确达到所需电压峰值，试验方式灵活、安全，可适用于不同直流工程的换流阀。

[0007] 本发明提供的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，所述方法用的试验装置包括试品阀1、直流电流源2、辅助阀3、故障电流源4；其改进之处在于：所述方法用的试验装置包括冲击发生器5；所述冲击发生器5和试品阀1并联后与辅助阀3串联；所述试品阀1串联辅助阀3组成直流电流源2中6脉动桥整流器B6的桥臂；所述故障电流源4中的电感L与冲击发生器5并联。

[0008] 本发明提供的一种优选的技术方案中：所述试验装置中的故障电流源4包括直流电压源T1、调压器T2、电容器、电抗器、隔离阀、电阻和开关；电容器包括依次并联的电容器C1、C2、C3，电抗器为L，隔离阀包括依次并联的隔离阀V1、V2、V3，电阻为R，开关包括依次并联的开关S1、S2和S3；所述隔离阀V1、V2和V3，电容器C1、C2和C3，开关S1、S2和S3与电抗器L依次串联；所述电阻R和开关S1、S2和S3串联；所述直流电压源T1的输出连接电阻R；所述电阻R和开关连接；所述开关S1、S2和S3分别与隔离阀V1、V2、V3连接；所述调压器T2和直流电压源T1并联。

[0009] 本发明提供的第二种优选的技术方案中：所述试验装置中直流电流源2包括大电流变压器T、断路器、隔离开关、限流电抗器、电抗器Lh和L1以及6脉动整流器B6；所述大电流变压器T、断路器、隔离开关和限流电抗器依次串联；6脉动桥整流器B6的输出端接依次串联的电抗器Lh和L1。

[0010] 本发明提供的第三种优选的技术方案中：所述方法包括下述步骤：

[0011] A、所述直流电流源2工作并使得输出电流值达到加热电流值，故障电流源4中的开关闭合为电容器充电，使电容器的电压达到试验所需值；

[0012] B、闭锁所述辅助阀3，让直流电流源2的直流电流流入试品阀1中，加热试品阀1；

[0013] C、所述试品阀1被加热到一定结温后，开通故障电流源4中的隔离阀V1、V2和V3，让故障电流源4向试品阀1流入故障电流，进而产生试品阀1的故障电压；

[0014] D、触发所述的冲击电压发生器5，使冲击电压发生器5给试品阀1提供冲击电压，与故障电流源4的故障电压相复合组成试品阀1的电压。

[0015] 本发明提供的第四种优选的技术方案中：所述步骤A中，在单波次故障电流试验中，故障电流源4中的开关S1闭合为电容器C1充电，使电容器C1的电压达到试验所需值；在三波次故障电流试验中，故障电流源4中的开关S1、S2和S3分别为电容器C1、C2和C3充电，使电容器C1、C2和C3的电压达到试验所需值。

[0016] 本发明提供的第五种优选的技术方案中：所述步骤C中，在单波次故障电流试验中，故障电流源4为试品阀1提供故障电流后的反向电压和部分正向电压；所述步骤D中，在单波次故障电流试验中，所述冲击电压为正向冲击电压；在三波次故障电流试验中，所述冲击电压为反向冲击电压，在第二个故障电流后施加于试品阀1上。

[0017] 本发明提供的第六种优选的技术方案中：所述方法采用正负对称的电压与冲击电压相复合形成正负不对称的正反向高压，使试品电压在既定时刻准确达到所需电压峰值。

[0018] 本发明提供的冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验方法，其试验电路相对简单，省掉了一般故障电流试验中的高电压源，由冲击发生器替代高电压源，采用正负对称的电压与冲击电压相复合以形成正负不对称的正反向高压，且冲击电压施加时刻可以任意选取，幅值根据需要连续可调，可以是试品电压在既定时刻准确达到所需电压峰值，试验方法灵活、安全，可适用于不同直流工程的换流阀。附图说明

[0019] 图1中击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验装置；

[0020] 图2后继闭锁的单波次故障电流试验波形；

[0021] 图3无后继闭锁的多波次故障电流试验波形。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

[0023] 图1给出了冲击电压复合的高压直流输电换流阀故障电流试验装置，该装置包括试品阀1、直流电流源2、辅助阀3、故障电流源4和冲击发生器5。冲击发生器5和试品阀1并联后与辅助阀3串联；试品阀1串联辅助阀3组成直流电流源2中6脉动桥整流器B6的桥臂；故障电流源4中的电感L与冲击发生器5并联。

[0024] 试验中由直流电流源2为试品阀1提供故障电流前的加热电流，使其节温达到一基值，在试品中的加热电流熄灭后辅助阀3将直流电流源部分2隔离；试品阀1被加热到一定节温后，故障电流源4向试品阀1提供故障电流，在单波次故障电流试验中还向试品阀1提供故障电流后的反向电压和部分正向电压；冲击电压发生器5为向试品阀1提供冲击电压，在单波次故障电流试验中，冲击电压为正向冲击电压，与故障电流源4提供的正向电压相复合组成试品阀1的正向电压，抑制一个最大幅值的单波次故障电流。在三波次故障电流试验中，此冲击电压为反向冲击电压，在第二个故障电流后施加于试品阀1上。

[0025] 图2给出了后继闭锁的单波次故障电流试验波形，在单波次故障电流试验中，冲击电压为正向冲击电压，与故障电流源提供的正向电压相复合组成试品阀的正向电压，抑制一个最大幅值的单波次故障电流，从最高温度开始的，跟着闭锁发生的反向和正向电压，包括任何甩负荷造成的过电压。

[0026] 单波次故障电流试验步骤如下：

[0027] 1)直流电流源2工作并使得输出电流值达到加热电流值，故障电流源4中S1开关闭合并对充电电容器C1充电，使C1电压达到试验所需值；

[0028] 2)辅助阀3解锁，试品阀1流入直流电流源2提供的直流电流使其预热；

[0029] 3)预热完成后，闭锁辅助阀3，开通故障电流源4中辅助阀V1，使试品阀1承受故障电流；

[0030] 4)故障电流熄灭后，充电电容器C1电压反向，试品阀1承受反向电压；

[0031] 5)再次对充电电容器C1充电，使其电压达到故障电流前水平；

[0032] 6)在故障电流后的5ms时刻冲击电压发生器5触发，给试品阀1施加正向冲击电压。

[0033] 图3给出了无后继闭锁的多波次故障电流试验波形，在三波次故障电流试验中，冲击电压为反向冲击电压，在第二个故障电流后施加于试品阀上。在与单波次试验相同的条件下，直到断路器跳闸前，继续存在多波次故障电流，但不再施加正向电压。

[0034] 三波次故障电流试验步骤如下：

[0035] 1)直流电流源2工作并使得输出电流值达到加热电流值，故障电流源4中开关S1、S2、S3合闸并对充电电容器C1、C2、C3充电，使其电压达到试验所需值；

[0036] 2)辅助阀3解锁，试品阀1流入直流电流源2提供的直流电流使其预热；

[0037] 3)预热完成后，闭锁辅助阀3，开通故障电流源4中辅助阀V1，使试品阀1承受第一个波次故障电流；

[0038] 4)开通故障电流源4中的辅助阀V2，使得试品阀1承受第二个波次故障电流；

[0039] 5)在故障电流后的5ms时刻触发冲击电压发生器5，使冲击发生器5向试品阀1施加反向冲击电压；

[0040] 6)开通故障电流源中的辅助阀V3，使得试品阀1承受第三个波次故障电流。

[0041] 本发明提供的试验方法所用的试验电路简单，省掉了故障电流试验中的高电压源，由冲击发生器替代，解决了试品阀正反向电压对称的问题，使试验更安全；由于冲击电压施加时刻电压幅值连续可调，试品电压在既定时刻准确达到所需电压峰值，试验方式灵活，可适用于不同直流工程的换流阀。

[0042] 最后应该说明的是：结合上述实施例说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

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