專利名稱：一種電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子和電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種直流換流閥試驗(yàn)方
法，尤其涉及一種電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
直流輸電在遠(yuǎn)距離大容量輸電，異步聯(lián)網(wǎng)，海底電纜電力傳輸?shù)确矫媾c交流輸電 相比有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，直流換流閥作為直流輸電的核心、關(guān)鍵設(shè)備，保證其安全可靠穩(wěn) 定的運(yùn)行，不僅是系統(tǒng)對(duì)裝置的要求，更是裝置保護(hù)自身的要求。而運(yùn)行試驗(yàn)是檢驗(yàn)閥性能 的重要手段。目前由于單個(gè)晶閘管電壓電流能力的增大，采用合成試驗(yàn)方法對(duì)直流換流閥 進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)得到國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可。其基本思想是試驗(yàn)所需的高壓、大電流強(qiáng)度分別通 過(guò)高壓小電流回路和低壓大電流回路提供，并交替施加于試品閥上。 最小觸發(fā)角試驗(yàn)作為直流換流閥運(yùn)行試驗(yàn)的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，因它在試驗(yàn)要求上的 特殊性，決定了其試驗(yàn)方法不同于換流閥的其它運(yùn)行試驗(yàn)項(xiàng)目。目前的最小觸發(fā)角試驗(yàn)方 法在試品范圍、控制難度、等效性上難以全面兼顧。 最小觸發(fā)角試驗(yàn)考核試品閥在系統(tǒng)交流電壓降低、觸發(fā)角為系統(tǒng)設(shè)計(jì)最小值時(shí)的 運(yùn)行可靠性。此工況下，由于觸發(fā)角小，所以開(kāi)通電壓低，這對(duì)串聯(lián)的晶閘管閥開(kāi)通不利；低 的閥端電壓峰峰值對(duì)依靠閥端電壓上升來(lái)取能供電的晶閘管門極單元工作不利。直流換流 閥在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)能保證在此工況下可靠開(kāi)通，門極單元能充分取能以保證正常工作。為驗(yàn)證 設(shè)計(jì)的正確性及制造的合格性需要對(duì)換流閥進(jìn)行最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)，而本專利可以很好 的達(dá)到這種考核目的。 中國(guó)專利申請(qǐng)200710177109. 2公開(kāi)了一種直流換流閥低電壓參數(shù)運(yùn)行試驗(yàn)的方
法，將其連接到高壓小電流源回路，在一個(gè)試驗(yàn)周期T內(nèi)，脈沖觸發(fā)時(shí)序流程按如下步驟操
作T0 T1階段，按試驗(yàn)要求控制6脈沖橋觸發(fā)角A;T1時(shí)刻，觸發(fā)導(dǎo)通VT和VI閥，引入
大電流半波直流；T2時(shí)刻，來(lái)自低壓大電流源的半波電流過(guò)零，VI開(kāi)始關(guān)；T2 T3時(shí)刻，VI
閥關(guān)斷，VT閥臂的小電流繼續(xù)通過(guò)試品；T3時(shí)刻，VT閥過(guò)零關(guān)斷，高壓小電流源回路提供所
需的試品閥電壓。所述直流換流閥低電壓參數(shù)試驗(yàn)方法等效了開(kāi)通電壓和關(guān)斷的恢復(fù)階躍
電壓，可以完成最小交流電壓試驗(yàn)，暫態(tài)欠電壓試驗(yàn)和斷續(xù)直流電流試驗(yàn)。 從上述所申請(qǐng)專利中所述內(nèi)容來(lái)看，其試驗(yàn)裝置是專門為低電壓參數(shù)運(yùn)行試驗(yàn)所
開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，能夠很好的完成最小觸發(fā)角、最小關(guān)斷角、斷續(xù)直流電流試驗(yàn)等低電壓參數(shù)的
運(yùn)行試驗(yàn)。但是對(duì)于高電壓參數(shù)的運(yùn)行試驗(yàn)如最大持續(xù)運(yùn)行負(fù)載試驗(yàn)、最大暫態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)，
該專利申請(qǐng)中所述的裝置與方法不能適用。 本專利申請(qǐng)的試驗(yàn)裝置高電壓源采用充電振蕩回路，能夠同時(shí)滿足高電壓參數(shù)運(yùn) 行試驗(yàn)與低電壓參數(shù)運(yùn)行試驗(yàn)的要求，所提出的試驗(yàn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)， 無(wú)需專門為最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)等低電壓參數(shù)運(yùn)行試驗(yàn)獨(dú)立開(kāi)發(fā)一套試驗(yàn)裝置，節(jié)約成 本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)方法，通
過(guò)在電壓源充電期間內(nèi)適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻觸發(fā)輔助閥使得試品電壓上升至所需值，試品電壓波形
與實(shí)際工況接近；直流大電流由六脈動(dòng)整流橋提供，波形與實(shí)際工況基本相同。 本發(fā)明提供的直流換流閥最小觸發(fā)角試驗(yàn)方法準(zhǔn)確的等效了開(kāi)通電壓和閥端電
壓變化范圍，試驗(yàn)等效性較高。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其 特征在于 (1)該方法所采用的裝置是電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)裝置， 包括低壓大電流直流電流源、高壓小電流源、輔助閥VI和試品閥VT，其中，低壓大電流直流 電源與試品閥VT并聯(lián)，為試品閥提供導(dǎo)通期間的直流大電流；高壓小電流源通過(guò)輔助閥VI 與試品閥VT并聯(lián)，為試品閥VT提供高電壓，所述低壓大電流直流源包括6流脈動(dòng)整流器， 所述高壓小電流源的回路包括充電裝置、電容C和電抗器L，所述充電裝置和電容C并聯(lián)后 與電抗器L串聯(lián)；
(2)該方法的步驟包括 在高壓小電流源中的充電裝置給電容C充電期間開(kāi)通輔助閥VI使得試品閥電壓 先跌落，然后在充電完成后其正向電壓剛好達(dá)到設(shè)計(jì)的觸發(fā)電壓值，高壓小電流源提供試 品所需的正向觸發(fā)電壓和試品閥VT關(guān)斷后的反向恢復(fù)電壓，以及試品閥VT阻斷期間的電 壓躍變和正向電壓上升率，可以準(zhǔn)確考核試品閥VT取能； 同時(shí)通過(guò)引入電壓小電流源的小電流，來(lái)模擬試品閥VT關(guān)斷前的電流變化率；
低壓大電流源在試品閥VT導(dǎo)通期間注入直流電流，從而正確的等效試品閥VT導(dǎo) 通電流的峰值，復(fù)現(xiàn)試品閥VT導(dǎo)通期間的損耗，在高壓小電流源電流截至前幾百微秒內(nèi)， 低壓大電流源的電流過(guò)零并被隔離，同時(shí)確保輔助閥VI的安全可靠關(guān)斷。
其中，通過(guò)在電容C充電過(guò)程開(kāi)通輔助閥V1實(shí)現(xiàn)所需的最小觸發(fā)電壓；通過(guò)兩次 振蕩過(guò)程來(lái)滿足試品閥VT的取能，即在一個(gè)試驗(yàn)周期中，試品閥的電壓兩次從負(fù)電壓上升 到正電壓；可以充分驗(yàn)證閥的觸發(fā)可靠性和閥取能單元設(shè)計(jì)的正確性。
本發(fā)明的有益效果是 1、所提出的試驗(yàn)方法完全滿足相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，所需試驗(yàn)參數(shù)調(diào)節(jié)靈活。
2、準(zhǔn)確地等效了試品的開(kāi)通電壓，取能回路的考核等效性好，試品波形接近實(shí)際 工況，因此對(duì)試品的等效性高。
3、所提出的試驗(yàn)方法適用的試品范圍廣。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容被更清楚的理解，并便于具體實(shí)施方式
的描述，下面給出與 本發(fā)明相關(guān)的

如下 圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)方法原 理框圖。
圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的最小觸發(fā)角試驗(yàn)電壓電流波形。
具體實(shí)施例方式
下面是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，以下結(jié)合本附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案做進(jìn) 一步說(shuō)明。 直流換流閥低電壓參數(shù)試驗(yàn)裝置的原理框圖如圖1。主要包括6脈動(dòng)背靠背低壓 大電流源，高壓小電流回路，輔助閥VI和試品閥VT。 高壓小電流源提供試品所需的正向觸發(fā)電壓和試品關(guān)斷后的反向恢復(fù)電壓，以及 試品閥阻斷期間的電壓躍變和正向電壓上升率，可以準(zhǔn)確考核試品閥取能回路設(shè)計(jì)的正確 性，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)高電壓小電流源的小電流，來(lái)調(diào)節(jié)試品閥關(guān)斷前的電流變化率；低壓大電 流源在試品閥導(dǎo)通期間注入直流電流，以正確的等效試品閥導(dǎo)通電流的峰值，復(fù)現(xiàn)試品閥 導(dǎo)通期間的損耗，在高壓小電流源電流截至前幾百微秒內(nèi)，低壓大電流電流過(guò)零，將低壓大 電流回路隔離，同時(shí)確保了輔助閥安全可靠關(guān)斷，試驗(yàn)波形如圖2。
過(guò)程如下 (1) t0時(shí)刻試品閥Vt中流過(guò)直流大電流； (2)tl時(shí)刻試品閥中直流電流過(guò)零前觸發(fā)V21，引入半波振蕩電流；
(3)t2時(shí)刻半波電流過(guò)零，電容電壓反向，Vt承受反向高壓；
(4) t3時(shí)刻觸發(fā)VI給電容C補(bǔ)能； (5)t4時(shí)刻觸發(fā)V22，將反向高壓全加在試品閥Vt上，電容繼續(xù)補(bǔ)能；
(6)t5時(shí)刻試品閥承受較低的正向電壓，觸發(fā)開(kāi)通Vt、V21，引入半波電流；
(7)t6時(shí)刻半波電流過(guò)零前，觸發(fā)V5，引入直流大電流，Vt繼續(xù)保持導(dǎo)通，V21隨后 關(guān)斷，電容電壓反向； (8)t7時(shí)刻觸發(fā)Vl給電容C補(bǔ)能，將其電壓充至正向，為下一周期的工作準(zhǔn)備；
上面通過(guò)特別的實(shí)施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識(shí)到變型 和可選的實(shí)施例的多種可能性，例如，通過(guò)組合和/或改變單個(gè)實(shí)施例的特征。因此，可以 理解的是這些變型和可選的實(shí)施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍僅僅被附上 的專利權(quán)利要求書及其同等物限制。
權(quán)利要求
一種電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)方法，其特征在于(1)該方法所采用的裝置是電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)裝置，包括低壓大電流直流電流源、高壓小電流源、輔助閥V1和試品閥VT，其中，低壓大電流直流電源與試品閥VT并聯(lián)，為試品閥提供導(dǎo)通期間的直流大電流；高壓小電流源通過(guò)輔助閥V1與試品閥VT并聯(lián)，為試品閥VT提供高電壓，所述低壓大電流直流源包括6流脈動(dòng)整流器，所述高壓小電流源的回路包括充電裝置、電容C和電抗器L，所述充電裝置和電容C并聯(lián)后與電抗器L串聯(lián)；(2)該方法的步驟包括在高壓小電流源中的充電裝置給電容C充電期間開(kāi)通輔助閥V1使得試品閥電壓先跌落，然后在充電完成后其正向電壓剛好達(dá)到設(shè)計(jì)的觸發(fā)電壓值，高壓小電流源提供試品所需的正向觸發(fā)電壓和試品閥VT關(guān)斷后的反向恢復(fù)電壓，以及試品閥VT阻斷期間的電壓躍變和正向電壓上升率，可以準(zhǔn)確考核試品閥VT取能；同時(shí)通過(guò)引入電壓小電流源的小電流，來(lái)模擬試品閥VT關(guān)斷前的電流變化率；低壓大電流源在試品閥VT導(dǎo)通期間注入直流電流，從而正確的等效試品閥VT導(dǎo)通電流的峰值，復(fù)現(xiàn)試品閥VT導(dǎo)通期間的損耗，在高壓小電流源電流截至前幾百微秒內(nèi)，低壓大電流源的電流過(guò)零并被隔離，同時(shí)確保輔助閥V1的安全可靠關(guān)斷。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過(guò)在電容C充電過(guò)程開(kāi)通輔助閥VI實(shí)現(xiàn)所 需的最小觸發(fā)電壓；通過(guò)兩次振蕩過(guò)程來(lái)滿足試品閥VT的取能，即在一個(gè)試驗(yàn)周期中，試 品閥的電壓兩次從負(fù)電壓上升到正電壓；可以充分驗(yàn)證閥的觸發(fā)可靠性和閥取能單元設(shè)計(jì) 的正確性。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電壓不對(duì)稱的直流換流閥最小觸發(fā)角運(yùn)行試驗(yàn)方法，屬于電力電子和電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，本發(fā)明通過(guò)在電壓源充電期間內(nèi)適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻觸發(fā)輔助閥使得試品電壓上升至所需值，試品電壓波形與實(shí)際工況接近；直流大電流由六脈動(dòng)整流橋提供，波形與實(shí)際工況基本相同。
文檔編號(hào)G01R31/26GK101776733SQ20091024359
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者張新剛, 查鯤鵬, 溫家良, 高沖 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院