[发明专利]一种输电阀的测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统及电力电子系统当中的输电阀的测试系统，具体涉及一种输电阀的测试系统及方法。

背景技术

高压直流输电中，输电的阀单元的可靠性非常重要。在设计和生产中，都需要对阀单元进行充分的测试，以保证阀在各种情况下的可靠性。阀的测试中，非常重要的一点是，必须测试阀在各种电压、电流、温度及动态应力组合下的可靠性，确保测试条件能够与阀在实际运行中所承受的应力等效，最好能够让阀承担和实际使用中等效的应力。否则，阀的测试将不能完整地表明阀在实际使用中的可靠性。为了模拟在实际使用中可能遇到的各种应力，现有技术对传统的晶闸管阀设计了各种合成实验。

目前主流的电压源型高压直流输电阀主要由可关断器件组成，目的是可以实现对有功、无功的独立快速控制，更好地满足了电力系统的需要。图1是电压源型高压直流输电的变流器结构图，图2是图1中的阀单元结构。电压源型高压直流输电过程中，阀中流过的电流是带直流偏置的工频交流电流，其电流的波形如图3所示。然而传统测试方法中，目前都采用纯正弦电流来进行测试，在被测阀单元的输出端接一个负载电抗，并且让被测阀单元输出固定频率的正弦调制电压，在负载电抗和被测阀单元中上产生正弦电流。

很明显，在传统的测试方法中被测试的阀单元或多个阀单元组成的阀组上没有直流偏置电流，测试环境和实际运行环境的电流应力不同，故不能精确评估阀/阀组在实际运行中的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种输电阀的测试系统及方法，以解决由于上述被测阀单元或阀组在测试过程不具有直流偏置电流，导致不能验证实际运行过程中的可靠性的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种直流输电阀的测试系统，包括：

串联连接的调压变压器、两组阀单元和信号发生器；

所述调压变压器，用于通过向与其串联的两组阀单元输出测试电压，在两组阀单元内产生交流电流；

所述信号发生器，用于分别向所述两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在两组阀单元内产生直流偏置电流；其中，所述串联的两组阀单元产生的电压方向相反。

本发明提供一种输电阀的测试方法，包括：

在两组相互串联的阀单元上串联调压变压器；其中，两组阀单元的电压方向相反；

测试过程中，通过设置调压变压器的电压，调节两组阀单元的交流电流；同时，通过信号发生器在同一时刻分别向两组阀单元输出周期相同，脉冲宽度不同的电压控制信号，在两组阀单元内产生直流偏置电流。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明一种输电阀的测试系统及方法，测试系统包括：一个用来产生交流电流的调压变压器以及输出两组不同脉冲信号的信号发生器；被试模组由多个等同的被测阀单元串联在一起组成，镜像模组由多个等同的陪试阀单元串联在一起组成；被试模组、镜像模组、调压变压器的副边串联在一起；通过控制可调压变压器的输电电压大小来控制各被测/陪试阀中的交流电流大小，通过控制产生的两组不同宽度的脉冲信号的差值来控制阀中电流的直流偏置的大小和方向。本发明的系统和方法，在阀单元的测试过程中，通过两组不同脉冲宽度的脉冲信号，在被测阀单元和陪试阀单元所产生的电压不能完全抵消，残余直流电压分量，从而在串联回路中产生直流偏置电流，使得测试过程中被测阀单元的电流应力与实际运行相同。

附图说明

图1为现有技术电压源型高压直流输电的换流器结构示意图；

图2为基于图1的阀单元结构；

图3为实际运行中阀单元内所通过电流的波形图；

图4为实施例中测试系统的结构框图；

图5为实施例中不同脉冲宽度的电压信号叠加后的电压波形的示意图；

图6为阀单元的电路结构图；

图7为图4中阀单元供电的直流电源拓扑结构；

图8为图4中另一种阀单元的供电的直流电源拓扑结构图。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的技术方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图4，本发明一种输电阀的测试系统包括：

串联连接的调压变压器、被测阀单元和陪试阀单元，以及用于控制阀单元的信号发生器；

所述调压变压器，用于通过向与其串联的两组阀单元（被测阀单元和陪试阀单元）输出测试的电压，在所述阀单元内产生交流电流；