[实用新型]高压直流输电换流阀冲击试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流输电领域，更具体的说涉及一种高压直流输电换流阀冲击试验装置。

背景技术

高压直流输电是20世纪50年代发展起来的一种新型输电方式，目前全世界的直流输电工程约100个，我国直流输电工程也有10多个，总容量超过18GW，总输电距离超过7000km。这让中国电网进入了一个交直流互补的时代，直流输电技术的不断进步及其在大电网发展中体现出来的优越性，使得我国电网面临空前发展的局面。由于直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点，因此在运、在建及规划建设中的直流输电工程已经和即将在西电东送、南北互供中承担主要送电任务，在未来全国联网中发挥重要作用。而目前由于发电厂发出的电和用户需求的电大多是交流，因此交流和直流互相转换的换流阀成为直流输电的核心部件，其可靠性和稳定性决定着直流输电的可靠性和稳定性，进而决定着供电的可靠性和稳定性，因而在直流输电换流阀投入运行之前，要确保换流阀具有高可靠性和稳定性，为此需要对换流阀进行各种试验，冲击试验就是其中的一项重要内容，它旨在检验换流阀是否具有足够高的内、外绝缘强度。而在高压直流输电换流阀冲击试验过程中，为保护换流阀的核心器件-晶闸管不会受到意外损伤，需要一个辅助充电电源对晶闸管电子电路(即晶闸管控制单元，简称TCU，它是一个与晶闸管直接相连的电子线路板，其可以将换流阀的控制信号转换为晶闸管触发所需的门极电压信号，同时为晶闸管提供所需的保护功能，如正向过电压保护触发功能、反向恢复期保护等，还有就是监视晶闸管的工作状态)进行充电，使其具备正常的保护功能，这个充电电压一般为20-30kV。这样，当正向冲击电压超过晶闸管的正向保护电压时，晶闸管电子电路能够立即发出触发信号导通晶闸管，避免晶闸管承受过高的电压而被击穿。然而由于换流阀试验时所施加的冲击电压幅值往往几百千伏以上，这就需要对提供晶闸管电子电路提供能量的辅助充电电源具有足够高的绝缘强度，以避免试验冲击电压对辅助充电电源造成损坏。

目前在高电位的换流阀晶闸管阀电子电路取能问题上，传统的有2种取能回路，一种是冲击电压取能回路，即在施加冲击试验电压前先施加一个低幅值的冲击电压给晶闸管电子电路充电。这种以冲击电压作为晶闸管阀电子电路取能电源的回路中，整个试验回路包含两套冲击电压发生器，一套为主冲击电压发生器，提供换流阀冲击试验电压，一套为换流阀电子电路提供充电电源，这就要求在试验过程中两套冲击电压系统必须同步，如果主冲击电压发生器已经发出冲击试验电压，而作为充电电源的副冲击电压发生器还没有发出充电电压，就有可能造成作为试品的换流阀电子电路没有电源不能提供正向电压保护功能，造成试品阀意外击穿损坏。因此，试验前必须把两套冲击电压发生器输出波形和同步性调好，需要反复多次的调试才能达到目的，同时对试验设备的可靠性要求较高。

另外一种是利用工频交流电源直接给试品阀充电试验电路如图1。辅助交流电源回路由变压器TT、限流保护电阻Rp，测量回路和交流峰值表PVM构成，为保护整个辅助充电电源回路不受过高电压破坏，在回路中并联了一个保护球隙Ca，如果电压超过保护球隙承受的最高电压，保护球隙将被击穿，达到限制电源回路上出现过高电压的目的。在试验时，首先接通辅助交流电源为试品提供交流电压，确保换流阀电子电路得到充电，然后，将冲击电压发生器投入运行，当其本体电容充电电压达到预先设定电压后，触发冲击电压发生器，输出符合国家标准要求的冲击电压，这个冲击电压将施加在试品阀和辅助充电电源回路上，同时被冲击电压测量回路测量并记录到示波器上，单次试验结束。在这个过程中辅助充电电源回路直接与冲击试验回路相连，因此在试验过程中其必然承受与试品阀相同的试验电压，这就要求交流辅助充电电源回路具有足够高的绝缘强度，以避免在试验过程中承受不住过高的试验电压造成自身损坏。这就造成辅助交流电源体积巨大，成本也急剧扩大，经济性很差。

实用新型内容

本实用新型涉及一种成本低廉的高压直流输电换流阀冲击试验装置，用于解决在进行冲击实验时试验装置中的辅助充电电源的绝缘电压必须与试品阀的试验高耐压相一致的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：高压直流输电换流阀冲击试验装置，包括辅助交流充电电源，冲击电压发生器和晶闸管电子电路，所述的辅助交流充电电源输出端和地之间串接有由冲击吸收电容和避雷器并联而成的电路，该辅助交流充电电源的输出端串接保护电阻后与冲击电压发生器的输出端连接，冲击电压发生器的输出端与所述的晶闸管电子电路连接。