专利名称：一种高压直流输电换流暂态低电压试验方法及其电路的制作方法
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
Uf = ‘U爾 2^kJcsSm Omkl
其中，U爾，阀侧绕组标称空载线电压； 安全系数，取0.95。K ,暂时低电压系数，取0.3。N”单阀的晶闸管数；
Nm ,试验晶闸管数；
C^,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1 IkV,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to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tl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。


图1采用高压电流源方式的换流阀暂态低电压试验方法的电路结构原理图； 图2本发明的高压直流输电换流阀暂态低电压试验方法的电路结构原理图； 图3本发明的暂态低电压计算等效电路图4本发明的高压直流输电换流阀的暂态低电压试验方法的触发控制时序； 图5本发明的高压直流输电换流阀的暂态低电压试验的电压电流波形。
具体实施例方式下面结合具体的实施方式随本发明作进一步介绍。如图2所示为本发明高压直流输电换流阀的暂态低电压试验方法的电路结构原 理图，主要设备包括高压电压源、低压电流源、电容Cs,第一辅助控制阀Da3和第二辅助 控制阀Da4、高压隔离阀Daux、换相电抗Lc,试品阀Vt、回路电阻R和电容C。其具体 链接方式为高压电压源的正极、负极之间依次串接有辅助控制阀Da3和换相电抗Lc， 串接试品阀Vt后构成试品阀的通流回路；辅助控制阀Da3的两端反向并接有辅助控制阀 Da4,高压电压源的两端并接有震荡电容器Cs;试品阀Vt的两端并接有低压电流源，低 压电流源的正极与试品阀Vt之间串接有高压隔离阀Daux;同时，在辅助控制阀Da3和 Da4上并接有由回路分压电阻R和分压电容C组成的分压回路。由于辅助控制阀Da3、Da4、Daux与试品阀VT采用晶闸管串联结构，每个晶闸 管都并联有阻尼回路，阻尼回路由阻尼电阻与阻尼电容串联构成，阻尼电阻很小，一般 只有几十欧姆，主要是限制晶闸管开通过程中阻尼电容放电涌流和阻尼电容与线路电感 震荡，因此在计算过程中可以忽略不计。辅助阀Da3、Da4与并联分压阻抗等效电容值C^+C^+C .
辅助阀Daux与试品阀VT等效电容值Clfji +Cxu。则建立如图3等效电路，则试品阀上暂态正向电压最大值推导过程如下 当试品阀暂态低电压试验开始后，Cs上电压将由- >、变为+ [、，则Cs电压变化
范围为MJ;= U^ - U^ = 2UCr 则试品阀上电压变化为
权利要求
1.一种高压直流输电换流暂态低电压试验方法，其特征在于该方法包括如下步骤1)在to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tl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β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 di(dix ,同时电流源向试品阀输出试验电流。
2.—种高压直流输电换流暂态低电压试验电路，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，其特征在于第一辅助控制阀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。
全文摘要
本发明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，其电路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。
文档编号G01R31/00GK102023272SQ201010604828
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者常忠廷, 张建, 段艳丽, 甘江华, 胡四全, 胡永雄, 范彩云, 阮卫华 申请人:许继集团有限公司