[发明专利]一种参数可调的冲击电压发生装置

说明书

技术领域

本申请涉及高电压设备领域，尤其涉及一种参数可调的冲击电压发生装置。

背景技术

我国国土辽阔，能源分布却极不平衡。例如，三分之二的煤炭资源集中在内蒙古、山西等地区，三分之二的水利资源分布在西北、西南地区，而电力消费中心却集中在东部、南部和中部地区，电力的生产与消费呈逆向分布。这意味着我国需要进行远距离、高电压、大容量的输电工程建设，将电力能源从生产地送往负荷中心。

目前，长距离、大容量的电力输送过程中，基于晶闸管换流阀的高压直流输电是首选方案，高压直流输电换流阀是高压直流输电工程的核心设备。换流阀各阀臂由一定数量的晶闸管级串联组成，换流阀运行过程中容易遭受冲击电压，当冲击电压幅值高于晶闸管级耐受电压时，晶闸管控制单元应保护触发晶闸管；同时，由于晶闸管反向恢复期间耐受冲击电压能力有限，晶闸管控制单元应具备反向恢复期保护能力。为检测晶闸管控制单元冲击电压保护功能和反向恢复期的耐受功能，在换流阀试验前，应对晶闸管级进行晶闸管控制单元冲击电压保护功能测试试验和反向恢复期保护功能测试试验。由于这两项试验要求对晶闸管级施加的冲击电压幅值、波头时间和电压变化率均相差甚大，且由于不同直流输电换流阀的工程设计参数差异较大，这就要求用于试验的冲击电压发生装置输出的冲击电压参数可调。

然而，现有的单一参数的冲击电压发生装置难以对不同换流阀中的晶闸管级进行冲击电压保护功能测试试验和反向恢复期保护功能测试试验。部分冲击电压发生装置虽然参数可调，但需手动更换调波电阻和调波电容，自动化程度低，稳定性和兼容性较差，难以满足工程实际要求。

发明内容

本申请的目的是为了解决现有冲击电压发生装置在调节参数时存在的自动化程度低、稳定性和兼容性较差的问题。

为此，本申请提供了一种参数可调的冲击电压发生装置，包括充电系统、与所述充电系统连接的冲击主回路、其特征在于，还包括控制系统，

所述冲击主回路包括充电分压器VD₁、充电电容C₁、保护电阻R_P、波头电阻R₁、电力电子开关S₁、RLC串联谐振电路、冲击分压器VD₂；

所述充电分压器VD₁的输入端与充电电容C₁连接，采集所述充电电容C₁的充电电压；所述充电电容C₁的两端与所述充电系统中全桥整流电路D₁的s端、t端连接，所述充电电容C₁与保护电阻R_P并联；所述波头电阻R₁、电力电子开关S₁、RLC串联谐振电路依次连接并与所述保护电阻R_P形成一串联回路；所述冲击分压器VD₂的输入端采集所述RLC串联谐振电路两端的电压；

所述控制系统包括依次连接的电压检测电路、A/D转换模块、CPLD控制单元、信号放大电路，所述信号放大电路分别与继电器切换电路、脉冲变压器连接；所述CPLD控制单元通过通信接口还连接有控制终端；

所述电压检测电路的输入端分别与所述充电分压器VD₁、冲击分压器VD₂的输出端连接，用于实时测量充电电容C₁的充电电压、冲击电压发生装置的冲击电压；所述继电器切换电路与所述RLC串联谐振电路连接；所述脉冲变压器输出端分别与所述电力电子开关S₁、所述充电系统中的电力电子开关S₂的触发极连接。

进一步地，所述充电系统包括交流电源、电力电子开关S₂、变压器T、全桥整流电路D₁；所述变压器T的输入端与交流电源及电力电子开关S₂串联，所述变压器T的输出端与所述全桥整流电路D₁的m端、n端连接。

进一步地，所述RLC串联谐振电路电路包括由调波电感L、高压继电器K₁、调波电容C₂、调波电阻R₂连接组成的第一串联谐振电路；还包括由调波电感L、高压继电器K₂、调波电容C₃、调波电阻R₃连接组成的第二串联谐振电路；所述冲击分压器VD₂的输入端分别与所述第一串联谐振电路、第二串联谐振电路并联。