[发明专利]一种高压直流输电换流阀运行试验用电压源

说明书

技术领域

本发明属于高压直流输电换流阀运行试验领域，尤其涉及一种高压直流输电换流阀运行试验用电压源。

背景技术

随着电力系统高压直流输电工程的发展，大功率晶闸管器件串联的换流阀成为直流输电工程换流站的核心。其造价一般占到工程总投资的25%左右，其质量直接影响到输变电系统的可靠性。

换流阀的运行试验是为了有效验证换流阀的运行特性，以确保换流阀能够满足直流输电系统运行要求，保证系统安全和可靠运行。为此IEC专门制定了相关运行试验标准，对运行试验项目作了详细的说明。为了考核换流阀的性能，近年来国际上多采用合成试验回路的方法来完成IEC规定的试验项目。合成试验回路采用两个独立的电压和电流源系统通过控制系统交叠施加试验电压和电流的方式，对试品阀的实际运行特性进行考核。

换流阀运行试验用电压源，要求能够快速响应控制命令，稳定快速的升压，在每个周期为试品阀提供试验所需的稳态高压。目前，换流阀运行试验所用的合成试验回路中采取的电压源，一般是通过升压变压器把电压升高，然后通过晶闸管6脉动桥整流，输出直流电压；然后向电容器组充电，通过辅助控制阀的导通向试品阀提供高压。这种电压源工作时通过控制晶闸管6脉动桥触发角度对试验电压进行调节，由于负载端为电容性负载，调节响应时间长，调节范围有限，同时在输出较低试验电压时，系统稳定性较差。

发明内容                                    

本发明的目的是提供一种高压直流换流阀运行试验用电压源，以解决现有电压源响应速度慢、调节范围有限等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：包括变压器、辅助主电路，所述变压器的一次侧设有PWM调制电源，变压器的二次侧与辅助主电路之间设有高压整流硅堆。

该电压源还包括由两组测量分压传感器组成的反馈电路，所述辅助主电路的输出端连接有试品阀，所述两组测量分压传感器的输入端分别连接于试品阀和辅助主电路上所设的充电电容器的测量输出端，两组测量分压传感器的输出端反馈到所述PWM调制电源的控制端。

所述PWM调制电源为三相可控AC/DC —DC/AC双PWM调制电源。

本发明高压直流换流阀运行试验用电压源的低压侧采用PWM调制电源，试验电压范围宽，特别是低电压试验特性好；电压源总体损耗低，电源容量要求小，电源系统只需补充试验回路损耗，对系统容量要求小；并使用高压硅堆在有载调压变压器高压侧进行整流，控制简单，设备成本低，电流很小，不需考虑额外的冷却方式；大大降低了整体系统的设备成本和运行成本。

电压源的起动可以通过控制PWM调制电源达到按既定速率线性升压的软启动方式，根据反馈电路反馈回来的测量数据，试验电压自动闭环控制或手动控制，满足不同电压等级试验要求。该电压源可以实现低压从0-660V、高压1-60kV连续可调，具有电压调节范围宽、响应速度快，稳定可靠的特点。

与变压器和晶闸管组成的整流回路相比，本电压源实现了调压、整流和辅助谐振电路的分离，使控制和保护系统模块化，分压反馈系统能够随时的监视回路设备状态，大大的提高了运行设备的安全性和保护措施。模块化的回路设计，在试验回路运行故障状态时能够快速安全的分别有序退出，有效地保护了设备的安全。

附图说明

图1是本发明电压源的结构示意图。

图2是本发明大电压源的电压仿真波形。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步介绍。

如图1所示为本发明高压直流换流阀运行试验用电压源的结构示意图，由图可知，该电压源包括三相可控PWM电源、变压器、高压整流硅堆和辅助主电路：变压器的一次侧与配电网之间设置三相可控PWM电源，变压器的二次侧与辅助主电路之间设置高压整流硅堆，辅助主电路的输出端连接试品阀Vt和反馈电路。

反馈电路由两组测量分压传感器组成，两组测量分压传感器的输入端分别连接于试品阀和辅助主电路上所设的充电电容器的测量输出端，测量分压传感器的输出端反馈到所述PWM调制电源的控制端，分别将试品阀和充电电容器的电压反馈到PWM调制电源的控制部分，如图2所示为本发明大电压源的电压仿真波形，其中，粗线显示的是试品阀上的电压，细线显示的是C_L上电压，黑块显示的是电流。