[发明专利]一种高压直流输电换流阀试验用电流源及其合成试验方法

说明书

技术领域

本发明内容涉及高压直流输电换流阀的电气试验领域，涉及一种高压直流输电换流阀试验用电流源及其合成试验方法。

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，对试品阀的运行特性进行考核。

目前，换流阀运行试验所用的合成试验回路中的电流源，一般采用6脉动或是12脉动整流桥做零功率运行方式。零功率运行时，整流器的控制角在80°左右，无功消耗很大，试验电流波形与实际运行电流存在较大差异，含有较大纹波；如果要降低无功损耗和改善电流波形，就需要在负载回路中串入电阻以降低运行角度，这样就大大增加合成试验回路系统的有功损耗和系统造价。如图1所示为传统试验回路电流源实现方式，电流源采用6脉动换流器作“零功率”运行，试品阀                                                与辅助阀一起作为构成电流源6脉动换流器的一个桥臂，通过手动调节换流器触发角调节电流源输出试验电流大小，也即是说当需要调节试验电流值时，必须调节换流器触发角，这样试验回路电压源辅助控制阀控制角也必须同时进行同步调节，否则就会造成合成试验回路电压、电流控制不同步，试验系统无法运行，因此其试验回路运行可靠性和测试效率较低，同时当10kV电源系统发生扰动时，由于其电流源采用手动固定角度调节，其输出试验电流也将发生扰动，试验电流不能保持平稳。

发明内容

本发明的目的是提出一种高压直流输电换流阀试验用电流源，以解决现有试验电流源的无功消耗大、输出电流波形与实际直流工程中换流阀的运行情况相差较大等问题，同时提供一种使用该电流源的高压直流输电换流阀合成试验方法。

为实现上述目的，本发明提供的高压直流输电换流阀试验用电流源的技术方案如下：一种高压直流输电换流阀试验用电流源，包括平波电抗器以及原边均接在电网上的第一换流变压器和第二换流变压器，所述第一换流变压器的二次侧与一背靠背6脉动整流器连接，所述第二换流变压器的二次侧与背靠背6脉动逆变器连接，所述背靠背6脉动整流器、平波电抗器、背靠背6脉动逆变器依次首尾相接构成主回路；由辅助控制阀和试品阀串联组成的电路与所述背靠背6脉动整流器的一个桥臂并联。

包含试品阀在内的背靠背6脉动整流器的控制角为15°-30°的固定角度。

本发明提供的高压直流输电换流阀合成试验方法的技术方案如下：一种高压直流输电换流阀合成试验方法，该合成试验方法所用的电流源采用双6脉动换流器构成背靠背运行方式，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，试品阀与辅助控制阀构成的串联电路与背靠背6脉动整流器的5号阀并联；按照合成试验回路的控制时序，首先封锁辅助控制阀和试品阀Vt触发脉冲，解锁电流源整流桥5号阀触发脉冲，5号阀运行，试品阀所在的桥臂不投入运行，电流源作独立运行；当电流源电路和电压源电路启动完成后，闭锁6脉动整流器的5号阀同时解锁辅助控制阀和试品阀Vt的触发脉冲，使本流经5号阀的电流流过辅助控制阀和试品阀Vt，通过控制6脉动逆变器的触发角度进行电流值调节。

包含试品阀在内的背靠背6脉动整流器的控制角为15°-30°的固定角度。

本发明的高压直流输电换流阀合成试验方法，在试验过程中，包含试品阀、辅助控制阀串联构成在内的6脉动整流器运行在一个固定的控制角度，其电流大小是通过控制系统按照试验电流设定值自动调节构成背靠背运行方式的6脉动逆变器触发角度完成的，其试验电流不受10kV电源系统扰动影响，而合成试验回路电压源辅助控制阀控制基于整流运行换流器控制角，由于其控制角固定，因此在试验过程中可以时刻保证试验电压与试验电流的同步性，整个试验回路的电压、电流控制原理简单可靠，合成试验回路自动控制容易实现。