[发明专利]一种高压直流输电换流暂态低电压试验方法及其电路

说明书

技术领域

本发明涉及直流输电的电力系统领域，更具体的说涉及一种高压直流输电换流暂态低电压试验方法及其电路。

背景技术

高压直流输电是20世纪50年代发展起来的一种新型输电方式，目前全世界的直流输电工程约100个，我国直流输电工程也有10多个，总容量超过18GW,总输电距离超过7000km。这让中国电网进入了一个交直流互补的时代，直流输电技术的不断进步及其在大电网发展中体现出来的优越性，使得我国电网面临空前发展的局面。由于直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点，因此在运、在建及规划建设中的直流输电工程已经和即将在西电东送、南北互供中承担主要送电任务，在未来全国联网中发挥重要作用。而目前由于发电厂发出的电和用户需求的电大多是交流，因此交流和直流互相转换的换流阀成为直流输电的核心部件，其可靠性和稳定性决定着直流输电的可靠性和稳定性，进而决定着供电的可靠性和稳定性，因而在直流输电换流阀投入运行之前，要确保换流阀具有高可靠性和稳定性，为此需要对换流阀进行各种试验，运行试验就是其中的一项重要内容。运行试验关系到高压直流输电换流阀的设计和制造水平，也是提高换流阀运行可靠性的重要手段。暂态低电压试验作为运行试验的重要组成部分，其主要目的是验证在交流系统故障引起的暂态低电压期间，晶闸管元件和所有辅助电路能够正常工作，试验时间应不短于交流系统清除故障的恢复时间。

暂态低电压试验按照IEC60070-1标准要求其试品阀正向电压计算方式如下：

其中，，阀侧绕组标称空载线电压；

，安全系数，取0.95。

，暂时低电压系数，取0.3。

，单阀的晶闸管数；

，试验晶闸管数；

，暂态运行最小触发角，5°。

通过计算表明，换流阀暂态电压运行过程中其晶闸管正向电压水平较低，同时其承受正反向电压具有明显的非对称性，反向恢复电压较正向电压高很多。

在国外，ABB公司由于采用高压电流源为试品阀提供工程电流，其电流源最高工作电压达到11kV,其电流源通过控制触发时刻就可以完成试品阀所需的暂态低电压测试需要。但这种试验方法对于试验电源容量提出了更高要求，经济性较差。

对于未采用高压电流源方式的换流阀合成试验回路如图1所示，由于高电压回路采用电容-电感谐振方式，在试品阀上很难实现正反向电压的不对称，因此试验时通常采用降低试品阀反向恢复电压值方式进行试验，不能真实反应直流输电换流阀暂态运行过程中的电压应力特性。

目前国内外未见利用本文所述试验方法对直流输电换流阀进行暂态低电压试验的技术专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流输电换流暂态低电压试验方法，以解决现有试验方法所带来的问题。

为实现上述目的，本发明提供的高压直流输电换流暂态低电压试验方法的技术方案如下，该方法包括如下步骤：

1）在t0时刻辅助控制阀Da4触发，在试品阀Vt之上形成反向恢复电压；

2）暂态恢复电压之后，在t1时刻,高压电压源向电容器Cs、辅助控制阀Da3和Da4及试品阀Vt充电，Cs电压极性翻转，试品阀电压由反向变为正向，通过调节分压回路电阻R和电容C值大小，调节试品阀上正向电压大小，以满足试验条件；

3）在t2时刻触发试品阀Vt，形成最小触发电压；

 4）在t3时刻触发辅助控制阀Da3和高压隔离阀Daux，电容器Cs将通过Vt放电，产生如运行条件下的初始涌流，形成晶闸管阀导通过程中的，同时电流源向试品阀输出试验电流。

本发明提供的高压直流输电换流暂态低电压试验电路的技术方案如下：包括高压电流源和高压电流源，高压电压源的正极、负极之间依次串接有第一辅助控制阀和换相电抗，串接试品阀后构成试品阀的通流回路；第一辅助控制阀的两端反向并接有第二辅助控制阀，高压电压源的两端并接有震荡电容器；试品阀的两端并接有低压电流源，低压电流源的正极与试品阀之间串接有高压隔离阀；第一和第二辅助控制阀上并接有由分压电阻和分压电容组成的分压回路。

本发明高压直流输电换流阀暂态低电压试验方法，是通过在辅助控制阀上并联由电阻和电容组成的分压回路，在试品阀上正向电压建立时来实现试品阀上暂态低电压的要求，能够真实反应直流输电换流阀暂态运行过程中的电压应力特性。本发明试验方法与传统试验方法相比，除需要在辅助控制阀Da3、Da4两端增加一组并联分压阻抗外，不需要改变试验回路结构，同时此并联阻抗还可以用试品阀未参与试验的阀段代替，这样对整个试验回路投资不会产生任何影响。