[发明专利]直流输电大组件换流阀模块热运行试验装置及其试验方法

说明书

本发明涉及一种直流输电大组件换流阀模块热运行试验装置及其试验方法，该装置包括换流阀模块以及连接在换流阀模块两端的饱和电抗器；所述换流阀模块包括A、B两组阀组件；每组阀组件由饱和电抗器和15级晶闸管串联构成；每级晶闸管均设有散热器；所述饱和电抗器的两端并联续流有二极管；所述晶闸管触发方式为采用小阻值电阻将每个晶闸管的阳极与门极短接。试验方法对整台大组件换流阀进行整体热运行试验，不改变阀模块的整体结构，仅需对被试换流阀模块电气接线稍加改变，替换少量晶闸管散热器并加装试验母排。本发明解决由于大组件换流阀模块串联晶闸管级过多所造成的试验耐压高、试验用交流电源容量大、试验场地及设备受限等问题。

技术领域

本发明涉及一种特高压直流输电技术领域的试验装置及其试验方法，具体讲涉及一种直流输电大组件换流阀模块热运行试验装置及其试验方法。

背景技术

当代特高压直流输电系统的换流阀是基于晶闸管换相的原理设计建造的，作为国家重要电力装备和昂贵资产，直流输电工程一经建成后，要求稳定运行数十年以上，作为直流输电系统核心设备的换流阀，其出厂时的可靠性试验是必须环节，其中针对单一换流阀模块的热运行试验就是给模块的晶闸管通过额定电流，通过测量各晶闸管的发热温度来对模块的散热结构、晶闸管的可靠性进行评价的试验，该试验可以直接反映换流阀在热力学方面的特性，同时试验结果除了可以直接决定产品是否合格之外，试验过程中对所有晶闸管的温度记录还可以形成每台换流阀独有的“热力学指纹”，为其投运后的在线监测、运行维修提供原始依据。

换流阀由若干台阀模块组成，而每台阀模块包括十几到几十只晶闸管，本文所称的大组件换流阀是专指每台包括几十只及以上晶闸管的阀模块。目前国内尚未提出针对这种大组件换流阀模块的热运行试验方案，原有的热运行试验方案是晶闸管生产厂家在进行晶闸管型式试验时所进行的热循环试验：该试验方法如附图1所示，将6只晶闸管串接后作为被试品，每只晶闸管的阳极和门极短接，通过直流电源在晶闸管两端施加直流电压，试验开始时晶闸管被触发一次后立即导通，在导通后不再关断，通过调节直流电源令晶闸管电流变化，此试验方法可对少量晶闸管进行热运行试验，但对数十级晶闸管串联构成的大组件换流阀模块则需要容量和试验电压较高的直流电源，同时被试晶闸管没有反复触发换相过程，从发热原理看，由于缺少恢复电荷和开关损耗环节，因此其热力学特性与直流输电工程的实际情况不相符合。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种直流输电大组件换流阀模块热运行试验装置及其试验方法，本发明解决由于大组件换流阀模块串联晶闸管级过多所造成的试验耐压高、试验用交流电源容量大、试验场地及设备受限等问题，并确保大组件换流阀模块的热运行试验发热原理与实际工程吻合，令阀模块在试验过程中有工频换相过程。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种直流输电大组件换流阀模块热运行试验装置，其改进之处在于，所述装置包括换流阀模块以及连接在换流阀模块两端的饱和电抗器；所述换流阀模块包括A、B两组阀组件；每组阀组件由饱和电抗器和15级晶闸管串联构成；每级晶闸管均设有散热器；所述饱和电抗器的两端并联有续流二极管；所述晶闸管触发方式为采用小阻值电阻将每个晶闸管的阳极与门极短接。

本发明还提供一种直流输电大组件换流阀模块热运行试验装置的试验方法，其改进之处在于，所述热运行试验方法包括：①使换流阀模块中的两组8级晶闸管反并联；或②使换流阀模块中的两组7级晶闸管反并联，以实现降低试验电源容量的需求；所述小阻值电阻阻值范围为0.5～20欧姆。

进一步地，在热运行试验之前：将每组阀组件的15级晶闸管分成1、2两组，并在两组晶闸管分界处的散热器上焊接母排；其中：临近饱和电抗器含7级晶闸管为第一组，分别为A-1组晶闸管串和B-1组晶闸管串；含8级晶闸管为第二组，分别为A-2组晶闸管串和B-2组晶闸管串。