專利名稱：高壓串聯晶閘管閥單注入合成試驗方法
技術領域：
本發明涉及電力系統及電力電子系統中的晶閘管閥的運行試驗方法，特別是一種高壓串聯晶閘管閥單注入合成試驗方法。
背景技術：
隨著電力電子技術在電力系統中應用的逐步推廣，基于晶閘管串聯均壓技術的高壓閥成為各種大功率電力電子裝置的核心部件，例如靜止無功補償器(SVC)、晶閘管控制串聯電容器(TCSC)、高壓直流輸電(HVDC)等。而運行試驗是關系到提高各種高壓串聯晶閘管閥設計和制造水平，提高其可靠性的重要試驗手段。目前國際上普遍采用合成試驗方法來進行晶閘管閥的運行試驗，其基本思想是采用兩套電源系統分別為晶閘管閥提供大電流和高電壓強度，從而大大降低了電源容量，但在電壓強度和電流強度的合成方法上存在較大差異。
發明內容
本發明的目的是提供一種高壓串聯晶閘管閥單注入合成試驗方法，針對不同類型的高壓串聯晶閘管閥，采取不同的單注入合成試驗方法。
本發明解決其技術問題所采取的技術方案是高壓串聯晶閘管閥單注入試驗裝置主要包括高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路，低壓交直流大電流源及其調節回路，高壓回路隔離裝置與低壓回路隔離裝置和試品閥幾大部分；試品閥兩端分別通過高壓回路隔離裝置和低壓回路隔離裝置，與高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路和低壓交直流大電流源及其調節回路并聯。
高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路用于為試品閥提供必要的正反高電壓及其變化率、高電流變化率。在試品閥截至期間，高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路通過高壓回路隔離裝置閉合、低壓回路隔離裝置斷開，將高電壓施加到試品閥上，考驗試品閥的正向電壓耐受能力；而在試品閥關斷期間，向試品閥提供足夠的電流下降率，并在高電流脈沖截至后，向試品閥施加反向電壓，考驗試品閥承受反向電壓及其恢復過沖的能力，對于用于高壓直流輸電(HVDC)的換流閥，還通過調節反向電壓變化率，考驗高壓直流輸電(HVDC)換流閥在晶閘管元件正向阻斷能力恢復期間的正向電壓及其上升率的承受能力。
低壓交直流大電流源及其調節回路用于為試品閥提供必要的交直流電流，考驗試品閥導通期間在一定結溫下的電流承受能力。
針對不同類型的高壓串聯晶閘管閥，采取的單注入合成試驗方法不完全相同對于雙向晶閘管閥，分為大電流和高電壓兩個階段在大電流階段，由低壓大電流變壓器提供三個工頻周期的大電流；在高電壓階段，在一個工頻周期內，通過給試品閥注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。
而對于單方向晶閘管閥，在每個工頻周期內，由低壓直流大電流源提供直流大電流，在換流閥換相結束瞬時，由高電壓回路注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。
本發明的單注入合成試驗方法，對于電流電壓強度及其變化率的考核較為全面，配合合理的合成全工況試驗裝置的電路設計，可以實現任意的電壓電流及其變化率的調節。是在充分研究各種高壓串聯晶閘管的運行強度的基礎上得出的，充分滿足了試驗等效性原則。
本發明的單注入合成試驗方法，充分考慮了在電流強度和電壓強度合成期間可能出現的某些的危險狀況，實現較為簡單，合成全工況試驗裝置運行的可靠性較高，對于設計實際的合成全工況試驗裝置的主電路和運行方式具有指導意義。
由于采用了上述的技術方案，本發明具有的有益效果是1、對于不同的高壓串聯晶閘管閥，所提出的單注入合成試驗方法存在一定的差異，滿足了不同類型晶閘管閥的試驗要求；2、所提的單注入合成試驗方法原理簡單，實現起來較為容易，針對不同的晶閘管閥試驗要求，容易實現試驗波形的調節和變換；3、對于雙方向高壓晶閘管閥，單注入合成試驗方法避免了高電壓和大電流的重疊，對于試驗裝置的安全性較為有利；4、單注入試驗方法是在充分研究了各類高壓串聯晶閘管的強度的基礎上得出，在理論上具有充分的等效性。
圖1是單向高壓晶閘管閥單注入合成試驗方法原理框圖；圖2是雙向高壓晶閘管閥單注入合成試驗方法原理框圖；圖3是單注入合成試驗方法雙向高壓晶閘管閥電流電壓波形；圖4是單注入合成試驗方法單向高壓晶閘管閥電流電壓波形。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
參見附圖，高壓串聯晶閘管閥單注入試驗裝置主要包括高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路，低壓交直流大電流源及其調節回路，高壓回路隔離裝置S1與低壓回路隔離裝置S2和試品閥幾大部分；試品閥兩端分別通過高壓回路隔離裝置S1和低壓回路隔離裝置S2，與高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路和低壓交直流大電流源及其調節回路并聯。
高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路用于為試品閥提供必要的正反高電壓及其變化率、高電流變化率。在試品閥截至期間，高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路通過高壓回路隔離裝置S1閉合、低壓回路隔離裝置S2斷開，將高電壓施加到試品閥上，考驗試品閥的正向電壓耐受能力；而在試品閥關斷期間，向試品閥提供足夠的電流下降率，并在高電流脈沖截至后，向試品閥施加反向電壓，考驗試品閥承受反向電壓及其恢復過沖的能力，對于用于高壓直流輸電(HVDC)的換流閥，還通過調節反向電壓變化率，考驗高壓直流輸電(HVDC)換流閥在晶閘管元件正向阻斷能力恢復期間的正向電壓及其上升率的承受能力。
低壓交直流大電流源及其調節回路用于為試品閥提供必要的交直流電流，考驗試品閥導通期間在一定結溫下的電流承受能力。
針對不同類型的高壓串聯晶閘管閥，采取的單注入合成試驗方法不完全相同對于雙向晶閘管閥，分為大電流和高電壓兩個階段在大電流階段，由低壓大電流變壓器提供三個工頻周期的大電流；在高電壓階段，在一個工頻周期內，通過給試品閥注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。
而對于單方向晶閘管閥，在每個工頻周期內，由低壓直流大電流源提供直流大電流，在換流閥換相結束瞬時，由高電壓回路注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。
權利要求
1.一種高壓串聯晶閘管閥單注入合成試驗裝置，其特征在于高壓串聯晶閘管閥單注入試驗裝置主要包括高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路，低壓交直流大電流源及其調節回路，高壓回路隔離裝置與低壓回路隔離裝置和試品閥幾大部分；試品閥兩端分別通過高壓回路隔離裝置和低壓回路隔離裝置，與高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路和低壓交直流大電流源及其調節回路連接。
2.一種高壓串聯晶閘管閥單注入合成試驗方法，其特征在于高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路用于為試品閥提供必要的正反高電壓及其變化率、高電流變化率；在試品閥截至期間，高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路通過高壓回路隔離裝置閉合、低壓回路隔離裝置斷開，將高電壓施加到試品閥上，考驗試品閥的正向電壓耐受能力；在試品閥關斷期間，向試品閥提供足夠的電流下降率，并在高電流脈沖截至后，向試品閥施加反向電壓，考驗試品閥承受反向電壓及其恢復過沖的能力，對于用于高壓直流輸電的換流閥，還通過調節反向電壓變化率，考驗高壓直流輸電換流閥在晶閘管元件正向阻斷能力恢復期間的正向電壓及其上升率的承受能力；低壓交直流大電流源及其調節回路用于為試品閥提供必要的交直流電流，考驗試品閥導通期間在一定結溫下的電流承受能力；針對不同類型的高壓串聯晶閘管閥，采取的單注入合成試驗方法不完全相同對于雙向晶閘管閥，分為大電流和高電壓兩個階段在大電流階段，由低壓大電流變壓器提供三個工頻周期的大電流；在高電壓階段，在一個工頻周期內，通過給試品閥注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。而對于單方向晶閘管閥，在每個工頻周期內，由低壓直流大電流源提供直流大電流，在換流閥換相結束瞬時，由高電壓回路注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。
全文摘要
本發明涉及一種高壓串聯晶閘管閥單注入合成試驗方法。試驗裝置主要包括高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路，低壓交直流大電流源及其調節回路，高低壓回路隔離裝置和試品閥幾大部分。高電壓與高電流變化率脈沖源及其調節回路用于為試品閥提供必要的正反高電壓及其變化率、高電流變化率。低壓交直流大電流源及其調節回路用于為試品閥提供必要的交直流電流。本方法對于雙向晶閘管閥，分為大電流和高電壓兩個階段。而對于單方向晶閘管閥，在每個工頻周期內，由低壓直流大電流源提供直流大電流，在換流閥換相結束瞬時，由高電壓回路注入一個高電流變化率的電流脈沖，并調節高電壓回路電壓波形，使得試品閥承受適當的正反向高電壓。
文檔編號G01R31/12GK1818697SQ20061006492
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月17日 優先權日2006年3月17日
發明者湯廣福, 朱家騮, 趙賀 申請人:中國電力科學研究院