[实用新型]高压直流输电换流阀故障电流试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于测量测试技术领域，尤其涉及一种高压直流换流阀试验装置。

背景技术

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。目前国际上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，例如ABB公司和西门子公司生产的直流输电换流阀的故障电流试验装置都采用6脉冲整流桥模拟桥臂短路的方法实现故障电流试验，其加热电流源与故障电流源用同一电源提供，采用这种试验装置，试验对供电系统的冲击很大，同时要求供电系统具有非常高的短路容量，不利于供电系统的电压稳定，容易影响该供电系统中其余负荷的正常运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种对供电系统没有冲击、同时对电源系统的短路容量无要求、利于系统稳定的高压直流输电换流阀故障电流试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型高压直流输电换流阀故障电流试验装置由一个加热电流提供单元、一个高电压强度提供单元和一个故障电流提供单元组成，该三个单元进行时序配合，依次向试品阀施加加热电流强度、高电压强度和故障电流强度。所述故障电流提供单元由一个单相交流电源，一个全波整流桥，一个储能电容器、一个故障电流电抗器和一个故障电流辅助阀组成，该单相交流电源输出给全波整流桥，全波整流桥给储能电容器补能充电，储能电容器与谐振电抗器串联后通过故障电流辅助阀与试品阀串联在一起。

所述加热电流提供单元由一个三相交流电源，一个6脉冲整流桥，一个负载电抗器、一个正向加热辅助阀和一个反向加热辅助阀组成，其中三相交流电源输出给6脉冲整流桥，6脉冲整流桥的一个桥臂由反并联的正向加热辅助阀和反向加热辅助阀串接试品阀组成，6脉冲整流桥的输出接负载电抗器。

所述高电压强度提供单元高电压强度提供单元由一个直流电压源，四个辅助阀，两个电容器，三个电抗器组成，其中四个辅助阀分别为电源辅助阀、升压辅助阀、正向谐振辅助阀和反向谐振辅助阀，两个电容器分别为直流电容器和谐振电容器，三个电抗器分别为保护电抗器、升压电抗器和谐振电抗器；所述直流电压源正极接电源辅助阀，电源辅助阀后端并联连接直流电容器和保护电抗器，保护电抗器串联连接升压辅助阀后再串联连接升压电抗器，升压电抗器后并联连接谐振电容器和谐振电抗器，谐振电抗器串联连接反并联的正向谐振辅助阀和反向谐振辅助阀后再连接试品阀；直流电压源、直流电容器、谐振电容器和试品阀的另一端连接在一起。

所述三个单元时序配合的方式为：首先是通过正向加热辅助阀的导通将6脉冲整流桥B6的桥臂电流强度施加到试品阀上，利用此试验电流来加热试品阀，在工作温度上升到试验要求后，通过正向谐振辅助阀的导通将谐振电容器的高压施加到试品阀上，使试品阀耐受同实际工况同样恶劣的高电压强度，此后迅速导通故障电流辅助阀，使储能电容器与故障电流电抗器谐振，通过故障电流辅助阀的导通将此故障大电流引入试品阀，使其耐受同实际工况相同的故障电流强度。

本实用新型采用多套电源系统分别为换流阀提供加热电流、故障电流和高电压强度，其故障电流强度通过储能电容器提供，相当于在高强度的试验装置与供电系统之间加了一级缓冲，对供电系统没有冲击，不会引起电压跌落，不会影响供电质量；同时也没有短路容量的要求，更易于供电系统的选择与实现；对同一系统中的其它并联负荷不会产生电压冲击影响，有利于电压稳定的实现；可以大大降低试验电源容量，节省大量投资。

附图说明

图1是本实用新型高压直流输电换流阀故障电流试验装置拓扑结构图；

图2是后加正压的单波次故障电流试验原理波形；图中粗实线代表试验电压波形，细实线代表试验电流波形。

图3是无后加正压的多波次故障电流试验原理波形；图中粗实线代表试验电压波形，细实线代表试验电流波形。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：