[发明专利]一种直流输电换流阀运行试验用大电流源及其补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流输电换流阀运行试验用大电流源及其补偿方法。

背景技术

随着西电东送，国家大力推行特高压直流输电工程建设，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。所以考核其运行稳定性的换流阀运行试验回路的建设十分的重要；

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源和电流源，通过控制系统交叠在试品阀上施加试验电压和电流的方式，模拟换流阀在实际运行时的工况，对换流阀的运行特性进行考核。

实际的直流输电工程中，换流阀的运行控制角度一般实际在15°左右。中国专利申请号201010607208.1公开了一种直流输电换流阀运行试验用大电流源，如图1所示，该电流源采用双6脉动换流器构成背靠背电流源，一组6脉动换流器作整流运行称为6脉动整流器，另一组6脉动换流器作逆变运行称为6脉动逆变器，6脉动整流器、平波电抗器、6脉动逆变器依次首尾相接构成主回路，试品阀Vt与辅助控制阀Vaux构成的串联电路与6脉动整流器的5号阀并联；这样的电流源可以在较低的试验电压下，提供运行试验电流。控制触发角度跟实际运行情况比较接近。但是由于电流源的每个桥臂只有1只晶闸管，而试品阀Vt和辅助控制阀Vaux在内至少有20级以上的串联晶闸管级；在背靠背电流源由独立运行向合成试验过程转换时，闭锁5号阀，试品阀切入,试品阀和辅助控制阀替代5号阀承受每个周期流过试验回路中的大电流。由于5号桥臂由1只晶闸管转换为辅助控制阀和试品阀串联构成的晶闸管阀，这样造成5号桥臂导通时负载与正常运行时不匹配，6脉动整流桥的桥臂阻抗将不再平衡，形成三相负载不平衡，造成阀侧绕组电流含有较大的直流分量，如图2所示；在实际的运行回路中，较大的直流分量不仅造成电流源换流变磁芯饱和，变压器绕组发热造成过载，变压器噪声增大；同时还会增加交流侧谐波分量，造成波形畸变，给试验回路和试验设备带来很大的危害。为了避免这种危害，降低设备的成本，必须处理好由于试品阀切换后引起的直流分量的影响。

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流源，同时提供一种利用该高压直流换流阀运行试验用电流源的补偿方法，以解决当整个背靠背电流源回路在切入试品阀时，由于三相负载的不平衡在三相交流线路中产生的直流分量给试验回路和试验设备带来危害的问题。

为了实现以上目的，本发明所提供的高压直流换流阀运行试验用电流源的技术方案如下：一种直流输电换流阀运行试验用大电流源，包括平波电抗器、背靠背6脉动整流器和背靠背6脉动逆变器，所述6脉动整流器、平波电抗器、6脉动逆变器依次首尾相接构成主回路；由辅助控制阀Vaux和试品阀Vt串联组成的电路与所述6脉动整流器的一个桥臂并联，所述6脉动整流器的2号阀上串联有一补偿电路，所述的2号阀为在一个工作周期内第2个导通的阀，所述补偿电路由设定数量的二极管与电感所组成的串联电路与辅助晶闸管阀V并联组成。

本发明所提供的高压直流换流阀运行试验用电流源补偿方法的技术方案如下：一种直流输电换流阀运行试验用大电流源补偿方法，该补偿方法所用的电流源的试品阀Vt与辅助控制阀Vaux构成的串联电路与6脉动整流器5号桥臂的5号阀并联；所述的5号阀为在一个工作周期内第5个导通的阀，6脉动整流器的2号阀上串联有一补偿电路，所述的2号阀为在一个工作周期内第2个导通的阀，所述补偿电路由设定数量的二极管与电感所组成的串联电路与辅助晶闸管阀V并联组成；首先，在电流源独立运行时，采用和2号阀相同的触发时序，触发导通辅助晶闸管阀V使电流直接从导通的辅助晶闸管阀V和2号阀中通过；然后，切入试品阀Vt，在闭锁5号阀的同时闭锁2号阀上的辅助晶闸管阀V，将二极管和电感串联组成的负载引入2号阀组成的桥臂中，与切入的试品阀Vt以及辅助控制阀Vaux组成平衡桥臂,平衡该相桥臂的电流。