基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置

摘要

本发明提供了基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置。试验装置包括冲击装置、调波电感、阻容装置、保护电阻、开关、工频试验变压器、试品阀和辅助阀，阻容装置包括电容和无感电阻，电容和无感电阻串联；电容由单个电容串、并联组合而成，无感电阻由单个电阻串、并联组合而成；电容和无感电阻的个数至少为一。本发明提供的阻容装置结构简单、功能全面，同时起到限流和补能作用，并根据不同电压等级对电容和电阻进行串、并联组合，满足不同电压等级所需的非周期触发试验电压、电流的要求，灵活方便。

权利要求

1.基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置，所述试验装置包括冲击装置D、调波电感L、阻容装置、保护电阻R3、开关、工频试验变压器、试品阀V1和辅助阀V2，其特征在于：所述阻容装置由串联的电容C和无感电阻R构成，所述电容C由电容串、并联组合而成，所述无感电阻R由无感电阻串、并联组合而成。

2.如权利要求1所述的基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置，其特征在于：所述开关包括第一开关S1和第二开关S2，所述工频试验变压器包括第一工频试验变压器T1和第二工频试验变压器T2。

3.如权利要求1所述的基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置，其特征在于：所述阻容装置、电容C2、保护电阻R3和试品阀V1依次并联，所述冲击装置D和保护电阻R3连接在调波电感L之间，所述第一开关S1连接在阻容装置和保护电阻R3之间后再与试品阀V1阴极连接，所述第二开关S2连接在保护电阻R3和试品阀V1之间后再与试品阀V1阳极和辅助阀V2阴极连接，所述第一工频试验变压器T1分别于地和试品阀V1阳极连接，所述第二工频试验变压器T2与辅助阀V2连接组成回路后并有效接地，所述冲击装置D、阻容装置、电容C2和保护电阻R3均有效接地。

4.如权利要求1或3所述的基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置，其特征在于：所述冲击装置D包括波尾电阻R1、波头电阻R2、本体电容C1和隔离球隙1，所述隔离球隙1和波头电阻R2串联，本体电容C1和波尾电阻R1并联在隔离球隙1的两端。

5.如权利要求1所述的基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置，其特征在于，所述试品阀V1在冲击峰值时刻导通后电容C输出的电流从零至峰值时间约为

20-30μs，从开始时刻经过峰值后重新衰减至零时间约为60-70μs，此电流流过无感电阻R。

说明书

基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电力电子领域的直流换流阀试验装置，具体讲涉及基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置。

背景技术

[0002] 直流输电技术由于其技术性和经济性，近30年来得到大量应用，最常见的应用是背靠背交流联网和长距离输电。直流工程最关键的设备是换流站，而直流换流阀又是换流站的核心部件。为保证直流工程的可靠性，直流换流阀供应商必须对直流换流阀进行型式试验，包括绝缘试验和运行试验。非周期触发试验是单阀绝缘试验的一部分，试验目的是验证直流换流阀在规定的高电压情况下开通时，晶闸管及其辅助电路有足够的电流和电压耐受能力。非周期触发试验可兼顾直流换流阀的抗电磁干扰试验。根据标准要求非周期触发试验可采取并联电容器法和并联避雷器法两种方法实现。

发明内容

[0003] 本发明的目的是验证直流换流阀在规定的高电压下，对晶闸管及其辅助电路是否有足够的电流和电压耐受力的基于阻容装置的非周期触发试验装置，并且本发明提供的方案可兼顾直流换流阀的抗电磁干扰试验。

[0004] 为实现本发明的目的，本发明提供的基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置包括冲击装置D、调波电感L、阻容装置、保护电阻R3、开关、工频试验变压器、试品阀V1和辅助阀V2，其改进之处在于：所述阻容装置由串联的电容C和无感电阻R构成，所述电容C由电容串、并联组合而成，所述无感电阻R由无感电阻串、并联组合而成。

[0005] 本发明提供的优选的技术方案中：所述开关包括第一开关S1和第二开关S2，所述工频试验变压器包括第一工频试验变压器T1和第二工频试验变压器T2。

[0006] 本发明提供的第二种优选的技术方案中：所述阻容装置、电容C2、保护电阻R3和试品阀V1依次并联，所述冲击装置D和保护电阻R3连接在调波电感L之间，所述第一开关S1连接在阻容装置和保护电阻R3之间后再与试品阀V1阴极连接，所述第二开关S2连接在保护电阻R3和试品阀V1之间后再与试品阀V1阳极和辅助阀V2阴极连接，所述第一工频试验变压器T1分别于地和试品阀V1阳极连接，所述第二工频试验变压器T2与辅助阀V2连接组成回路后并有效接地，所述冲击装置D、阻容装置、电容C2和保护电阻R3均有效接地。

[0007] 本发明提供的第三种优选的技术方案中：所述冲击装置D包括波尾电阻R1、波头电阻R2、本体电容C1和隔离球隙1，所述隔离球隙1和波头电阻R2串联，本体电容C1和波尾电阻R1并联在隔离球隙1的两端。

[0008] 本发明提供的第四种优选的技术方案中：所述试品阀V1在冲击峰值时刻导通后电容C输出的电流从零至峰值时间约为20-30μs，从开始时刻经过峰值后重新衰减至零时间约为60-70μs，此电流流过无感电阻R。

[0009] 与现有技术相比，本发明达到的有益效果在于：

[0010] 1、采用并联阻容装置在试品阀两端复现试品阀开通时向辅助阀转换的电流，满足非周期触发试验时晶闸管及其辅助电路有足够的电流。

[0011] 2、阻容装置起到限流和补能作用，结构简单、功能全面；

[0012] 3、根据不同电压等级对数个电容和数个电阻进行串、并联组合，满足不同电压等级所需的非周期触发试验电压、电流的要求，灵活方便。

[0013] 4、满足背靠背直流工程、超高压直流输电工程和特高压直流输电工程等不同直流换流阀非周期触发试验的应用方案需求。

[0014] 5、兼顾直流换流阀的抗电磁干扰试验，对试品阀进行试验时，监视相邻的辅助阀，检查是否出现误触发信号和产生错误的回报信号，因此可以节约大量成本和时间。

[0015] 6、利用单阀交流耐压装置中的工频试验变压器对试品阀进行补能，节省了制造成本

附图说明

[0016] 图1基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置原理图；

[0017] 图2试验电流波形图。

具体实施方式

[0018] 图1是基于阻容装置的直流换流阀非周期触发试验装置原理图，该装置包括冲击装置D、调波电感L、阻容装置、保护电阻R3、开关、工频试验变压器、试品阀V1和辅助阀V2，阻容装置由串联的电容C和无感电阻R构成，电容C由电容串、并联组合而成，无感电阻R由无感电阻串、并联组合而成，开关包括第一开关S1和第二开关S2，工频试验变压器包括第一工频试验变压器T1和第二工频试验变压器T2；阻容装置、电容C2、保护电阻R3和试品阀V1依次并联，冲击装置D和保护电阻R3连接在调波电感L之间，第一开关S1连接在阻容装置和保护电阻R3之间后再与试品阀V1阴极连接，第二开关S2连接在保护电阻R3和试品阀V1之间后再与试品阀V1阳极和辅助阀V2阴极连接，第一工频试验变压器T1分别于地和试品阀V1阳极连接，第二工频试验变压器T2与辅助阀V2连接组成回路后并有效接地，冲击装置D、阻容装置、电容C2和保护电阻R3均有效接地；冲击装置D包括波尾电阻R1、波头电阻R2、本体电容C1和隔离球隙1，隔离球隙1和波头电阻R2串联，本体电容C1和波尾电阻R1并联在隔离球隙1的两端。

[0019] 在直流换流阀非周期触发试验前，打开第一开关S1和第二开关S2，使用第一工频试验变压器T1和第二工频试验变压器T2分别为试品阀V1和辅助阀V2交流充电；充电完成后，闭合第一开关S1和第二开关S2，由冲击装置D对试品阀V1施加冲击；分别调节冲击装置D的波头电阻R2和波尾电阻R1以及调波电感L，使试品阀V1两端产生峰值相当于系统研究决定的操作波保护水平的冲击电压；试品阀V1在冲击峰值处触发导通，电容C、无感电阻R上的能量随即向试品阀V1转换电流，以验证试品阀V1在规定的高电压情况下开通时，晶闸管及其辅助电路是否有足够的电流和电压耐受能力。

[0020] 试品阀V1冲击峰值处触发导通，辅助阀V2应处于正向偏置状态，本发明提供的试验电路充分考虑了这一要求，施加冲击时刻的调节范围大，冲击峰值时刻只需对应工频试验变压器两端工频电压的正半波。

[0021] 试品阀V1与辅助阀V2连接处均为地电位，在兼顾阀的抗电磁干扰试验的同时，冲击过电压不会施加在辅助阀V2上，以保证辅助阀V2不受损坏；且若辅助阀V2被干扰导通时，工频电压不会施加在试品阀V1上，以保证试品阀V1不受损坏。

[0022] 试验前试品阀V1用来承受交流工频电压，以保证晶闸管电子电路利用试品阀端电压进行充电。操作冲击电压峰值时刻，试品阀V1被正常触发导通，图2是试品阀在冲击峰值时刻导通后电容C输出的电流波形。电流从零至峰值时间约为20-30μs，从开始时刻经过峰值后重新衰减至零时间约为60-70μs，此电流同样流过了限流电阻R。

[0023] 本发明提供的阻容装置采用电容塔的结构形式，由电容和无感电阻串联组成，能同时起到限流和补能作用，结构简单、功能全面；通过电容的串并联可以得到不同电压下的电容值，同样通过无感电阻的串并联可以得到不同电压下的不同阻值，来满足不同电压等级所需的非周期触发试验电压、电流的要求，灵活方便。

[0024] 最后应该说明的是：结合上述实施例说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。