[发明专利]直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子设备试验领域，尤其涉及一种直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法。

背景技术

随着高压直流输电技术在电力系统中的应用与推广，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。故障电流试验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。故障电流试验主要包括阀预热和故障电流试验两个阶段，目前故障电流试验的试验方法主要有以下几种：

国外公司主流的技术方案为直流换流阀故障电流试验采用6脉冲整流桥模拟桥臂短路方法实现，其预热电流源与故障电流源采用同一电源提供，采用这种试验装置对系统的冲击很大，同时要求供电系统具有非常高的短路容量。这种试验方式不利于供电系统的电压稳定。

国内公司目前使用一种技术方案为故障电流试验采用分别带6脉动整流桥的独立电流源和独立电压源对直流阀预热，然后由外加的电容、电感振荡装置放电产生阀上的故障电流。

国内公司使用的另一种技术方案为采用分别带6脉动整流桥的独立电流源和独立电压源对直流阀预热，然后由短路发电机回路产生阀上的故障电流。

两种技术方案的预热方法一致，都需要使用复杂、庞大的电压、电流合成回路，而国内具备合成试验回路的仅有几家公司，此方法容易受试验设备限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法，本直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法能够满足直流换流阀故障电流试验需求，可确保在一套试验装置实现试品阀预热和故障电流试验，且两个试验步骤之间仅需要毫秒级转换时间。主要采用发电机回路对试品阀进行预热和故障电流试验，通过调整发电机、变压器及回路电抗器参数，试品阀、辅助阀的触发角度和时序，可确保在一套试验装置实现试品阀预热和故障电流试验，且两个试验步骤之间仅需要毫秒级转换时间。

为了实现以上目的，本发明采取以下技术方案予以实现：直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：包括发电机G、变压器T、电抗器组、开关K1、试品阀VT1和辅助阀VT2；发电机G高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器组首端，变压器T低压端接地；电抗器组末端与试品阀VT1的阳极连接，试品阀VT1的阴极接地；辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；所述电抗器组包括电抗器L1和电抗器L2和开关K2；所述电抗器组的连接方式为连接方式一或者连接方式二；

连接方式一：所述电抗器L1和电抗器L2并联，所述开关K2与电抗器L1串联或者与电抗器L2串联；

连接方式二：电抗器L1和电抗器L2串联，开关K2与电抗器L1并联或者与电抗器L2并联；

当开关K2分闸时，对试品阀VT1进行预热，当开关K2合闸时，对试品阀VT1进行故障电流试验。

作为本发明进一步改进的技术方案，述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。

作为本发明进一步改进的技术方案，当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一种技术方案为：直流换流阀故障电流试验装置，其特征在于：包括短路发电机G1、短路发电机G2、调波电抗器L1、调波电抗器L2、开关K1、开关K2、变压器T、试品阀VT1、辅助阀VT2；发电机G1高压出线端通过开关K1连接变压器T原边高压端，发电机G1低压出线端连接变压器T原边低压端后接地；变压器T副边高压端连接电抗器L1，电抗器L1另一端连接试品阀VT1的阳极，辅助阀VT2与试品阀VT1反向并联；变压器T副边低压端连接试品阀VT1的阴极后接地；发电机G2高压出线端通过开关K2连接电抗器L2，电抗器L2另一端连接试品阀VT1的阳极，发电机组G2低压出线端连接试品阀VT1的阴极后接地。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述开关K2是隔离开关、断路器或者晶闸管阀。

作为本发明进一步改进的技术方案，当开关K2是晶闸管阀时，预热到故障电流的转换时间为5ms内。

为实现上述技术目的，本发明采取的第三种技术方案为：采用权上述的直流换流阀故障电流试验装置的直流换流阀故障电流试验方法，其特征在于包括下述步骤：

1)根据预热时的电流有效值I₁和故障电流时的电流峰值I₂，调整电抗器L1和电抗器L2的参数；

2)启动发电机G，开关K1合位，开关K2分位，整定发电机G和变压器T的参数；

3)发电机(G)励磁升压；