[发明专利]一种高压直流输电换流阀故障电流复合试验方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统输电领域，具体讲涉及一种直流换流阀试验方法，尤其涉及一种高压直流输电换流阀故障电流复合试验方法。

背景技术

高压直流输电技术作为一种高效的输电途径，越来越广泛的应用于电力系统中，并显著地改变输电网的结构、改善电网的性能。随着高压直流输电系统电压及输送容量的提高，其关键设备——直流换流阀的可靠性变得尤为重要，特别是其承受故障态下的各种极端电流、电压、热应力的能力。检验并改善换流阀可靠性的必要手段就是对其进行型式试验。在换流阀型式试验中，故障电流试验的主要目的是考核阀承受短路电流引起的最大电流、电压和温度应力作用的能力。主要包括以下两种试验：

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；

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。

目前ABB公司、西门子公司普遍采用合成方法来进行直流换流阀运行试验：利用大电流回路6脉冲整流桥通过模拟桥臂短路来提供所需的故障电流，谐振高压回路提供所需的试验电压，采用这种试验方法，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，同时用于隔离高压回路和大电流回路的隔离阀将经受同试品阀相同的故障电流强度，这极大的降低了试验装置的安全行和可靠性，试验装置利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流输电换流阀故障电流复合试验方法，充分利用加热电流源的短路电流，减小附加故障电流源最大输出电流设计值，提高试验电路的利用效率，节省成本，可以实现故障电流的较大范围的调节，能够满足常规高压直流工程和特高压直流工程换流阀故障电流试验要求，通用性好。

一种高压直流输电换流阀故障电流复合试验方法，其改进之处在于：

所述方法用的试验装置包括故障电流源、高电压源、直流电流源和试品阀Vt；所述故障电流源中的辅助阀Vosi与试品阀Vt串联；所述直流电流源中的辅助阀V41串联试品阀Vt组成6脉动桥整流器B6的桥臂；所述高电压源中的反并联的正向辅助阀V21和反向辅助阀V22与试品阀Vt串联；所述试品阀Vt接地。

本发明提供的一种优选技术方案：所述故障电流源包括交流电压源T3、全波整流桥B4、依次并联的储能电容器Cr1、Cr2和Cr3、依次并联的辅助阀Vs1、Vs2、Vs3和Vosi、电抗器Lr、依次并联的开关S1、S2和S3、调压器T4以及电阻R；所述交流电压源T3输出给全波整流器B4；全桥整流器B4的输出给储能电容器Cr1、Cr2和Cr3，储能电容器Cr1、Cr2和Cr3分别通过Vs1、Vs2和Vs3与电抗器Lr串联后再连接辅助阀Vosi；所述依次并联的开关S1、S2和S3，依次并联的辅助阀Vs1、Vs2和Vs3与依次并联的储能电容器Cr1、Cr2和Cr3依次串联后再与电阻R串联；所述电阻R与全桥整流器B4串联；所述调压器T4和交流电压源T3并联。

本发明提供的第二种优选技术方案：所述高电压源包括直流电压源T1、辅助阀Vs、V1、V21和V22，电容器C0和C、电抗器L3、L2和L1；所述直流电压源T1正极接辅助阀Vs阳极；辅助阀Vs并联电容器C0和电抗器L3；所述电抗器L3、辅助阀V1和电抗器L2依次串联；电抗器L2、电容器C和电抗器L1并联；所述电抗器L1与反并联的正向辅助阀V21和反向辅助阀V22串联；所述直流电压源T1、电容器C0和C接地。

本发明提供的第三种优选技术方案：所述直流电流提供单元包括大电流变压器T2、6脉动桥整流器B6、电抗器L、辅助阀V41、限流电抗器、断路器、隔离开关和10kv母线；所述大电流变压器T2输出给6脉动桥整流器B6，所述辅助阀V41串联试品阀Vt组成6脉动桥整流器B6的桥臂；6脉动桥整流器B6的输出接电抗器L；所述大电流变压器T2、限流电抗器、断路器、隔离开关和10kv母线依次串接；所述6脉动桥整流器包括6个Thy阀。

本发明提供的第四种优选技术方案：所述方法包括下述步骤：

A、产生高电压施加于所述的试品阀Vt上；

B、为所述试品阀Vt恒流加热产生所需节温；

C、产生短路电流，该短路电流流经所述试品阀Vt组成试品阀短路电流的一部分；

D、向试品阀Vt施加附加电流，该附加电流与步骤C中的短路电流相叠加组成试品阀Vt的故障电流。