专利名称：高压串联晶闸管阀单注入合成试验方法
技术领域：
本发明涉及电力系统及电力电子系统中的晶闸管阀的运行试验方法，特别是一种高压串联晶闸管阀单注入合成试验方法。
背景技术：
随着电力电子技术在电力系统中应用的逐步推广，基于晶闸管串联均压技术的高压阀成为各种大功率电力电子装置的核心部件，例如静止无功补偿器(SVC)、晶闸管控制串联电容器(TCSC)、高压直流输电(HVDC)等。而运行试验是关系到提高各种高压串联晶闸管阀设计和制造水平，提高其可靠性的重要试验手段。目前国际上普遍采用合成试验方法来进行晶闸管阀的运行试验，其基本思想是采用两套电源系统分别为晶闸管阀提供大电流和高电压强度，从而大大降低了电源容量，但在电压强度和电流强度的合成方法上存在较大差异。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压串联晶闸管阀单注入合成试验方法，针对不同类型的高压串联晶闸管阀，采取不同的单注入合成试验方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是高压串联晶闸管阀单注入试验装置主要包括高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路，低压交直流大电流源及其调节回路，高压回路隔离装置与低压回路隔离装置和试品阀几大部分；试品阀两端分别通过高压回路隔离装置和低压回路隔离装置，与高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路和低压交直流大电流源及其调节回路并联。
高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路用于为试品阀提供必要的正反高电压及其变化率、高电流变化率。在试品阀截至期间，高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路通过高压回路隔离装置闭合、低压回路隔离装置断开，将高电压施加到试品阀上，考验试品阀的正向电压耐受能力；而在试品阀关断期间，向试品阀提供足够的电流下降率，并在高电流脉冲截至后，向试品阀施加反向电压，考验试品阀承受反向电压及其恢复过冲的能力，对于用于高压直流输电(HVDC)的换流阀，还通过调节反向电压变化率，考验高压直流输电(HVDC)换流阀在晶闸管元件正向阻断能力恢复期间的正向电压及其上升率的承受能力。
低压交直流大电流源及其调节回路用于为试品阀提供必要的交直流电流，考验试品阀导通期间在一定结温下的电流承受能力。
针对不同类型的高压串联晶闸管阀，采取的单注入合成试验方法不完全相同对于双向晶闸管阀，分为大电流和高电压两个阶段在大电流阶段，由低压大电流变压器提供三个工频周期的大电流；在高电压阶段，在一个工频周期内，通过给试品阀注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。
而对于单方向晶闸管阀，在每个工频周期内，由低压直流大电流源提供直流大电流，在换流阀换相结束瞬时，由高电压回路注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。
本发明的单注入合成试验方法，对于电流电压强度及其变化率的考核较为全面，配合合理的合成全工况试验装置的电路设计，可以实现任意的电压电流及其变化率的调节。是在充分研究各种高压串联晶闸管的运行强度的基础上得出的，充分满足了试验等效性原则。
本发明的单注入合成试验方法，充分考虑了在电流强度和电压强度合成期间可能出现的某些的危险状况，实现较为简单，合成全工况试验装置运行的可靠性较高，对于设计实际的合成全工况试验装置的主电路和运行方式具有指导意义。
由于采用了上述的技术方案，本发明具有的有益效果是1、对于不同的高压串联晶闸管阀，所提出的单注入合成试验方法存在一定的差异，满足了不同类型晶闸管阀的试验要求；2、所提的单注入合成试验方法原理简单，实现起来较为容易，针对不同的晶闸管阀试验要求，容易实现试验波形的调节和变换；3、对于双方向高压晶闸管阀，单注入合成试验方法避免了高电压和大电流的重叠，对于试验装置的安全性较为有利；4、单注入试验方法是在充分研究了各类高压串联晶闸管的强度的基础上得出，在理论上具有充分的等效性。
图1是单向高压晶闸管阀单注入合成试验方法原理框图；图2是双向高压晶闸管阀单注入合成试验方法原理框图；图3是单注入合成试验方法双向高压晶闸管阀电流电压波形；图4是单注入合成试验方法单向高压晶闸管阀电流电压波形。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参见附图，高压串联晶闸管阀单注入试验装置主要包括高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路，低压交直流大电流源及其调节回路，高压回路隔离装置S1与低压回路隔离装置S2和试品阀几大部分；试品阀两端分别通过高压回路隔离装置S1和低压回路隔离装置S2，与高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路和低压交直流大电流源及其调节回路并联。
高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路用于为试品阀提供必要的正反高电压及其变化率、高电流变化率。在试品阀截至期间，高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路通过高压回路隔离装置S1闭合、低压回路隔离装置S2断开，将高电压施加到试品阀上，考验试品阀的正向电压耐受能力；而在试品阀关断期间，向试品阀提供足够的电流下降率，并在高电流脉冲截至后，向试品阀施加反向电压，考验试品阀承受反向电压及其恢复过冲的能力，对于用于高压直流输电(HVDC)的换流阀，还通过调节反向电压变化率，考验高压直流输电(HVDC)换流阀在晶闸管元件正向阻断能力恢复期间的正向电压及其上升率的承受能力。
低压交直流大电流源及其调节回路用于为试品阀提供必要的交直流电流，考验试品阀导通期间在一定结温下的电流承受能力。
针对不同类型的高压串联晶闸管阀，采取的单注入合成试验方法不完全相同对于双向晶闸管阀，分为大电流和高电压两个阶段在大电流阶段，由低压大电流变压器提供三个工频周期的大电流；在高电压阶段，在一个工频周期内，通过给试品阀注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。
而对于单方向晶闸管阀，在每个工频周期内，由低压直流大电流源提供直流大电流，在换流阀换相结束瞬时，由高电压回路注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。
权利要求
1.一种高压串联晶闸管阀单注入合成试验装置，其特征在于高压串联晶闸管阀单注入试验装置主要包括高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路，低压交直流大电流源及其调节回路，高压回路隔离装置与低压回路隔离装置和试品阀几大部分；试品阀两端分别通过高压回路隔离装置和低压回路隔离装置，与高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路和低压交直流大电流源及其调节回路连接。
2.一种高压串联晶闸管阀单注入合成试验方法，其特征在于高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路用于为试品阀提供必要的正反高电压及其变化率、高电流变化率；在试品阀截至期间，高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路通过高压回路隔离装置闭合、低压回路隔离装置断开，将高电压施加到试品阀上，考验试品阀的正向电压耐受能力；在试品阀关断期间，向试品阀提供足够的电流下降率，并在高电流脉冲截至后，向试品阀施加反向电压，考验试品阀承受反向电压及其恢复过冲的能力，对于用于高压直流输电的换流阀，还通过调节反向电压变化率，考验高压直流输电换流阀在晶闸管元件正向阻断能力恢复期间的正向电压及其上升率的承受能力；低压交直流大电流源及其调节回路用于为试品阀提供必要的交直流电流，考验试品阀导通期间在一定结温下的电流承受能力；针对不同类型的高压串联晶闸管阀，采取的单注入合成试验方法不完全相同对于双向晶闸管阀，分为大电流和高电压两个阶段在大电流阶段，由低压大电流变压器提供三个工频周期的大电流；在高电压阶段，在一个工频周期内，通过给试品阀注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。而对于单方向晶闸管阀，在每个工频周期内，由低压直流大电流源提供直流大电流，在换流阀换相结束瞬时，由高电压回路注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。
全文摘要
本发明涉及一种高压串联晶闸管阀单注入合成试验方法。试验装置主要包括高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路，低压交直流大电流源及其调节回路，高低压回路隔离装置和试品阀几大部分。高电压与高电流变化率脉冲源及其调节回路用于为试品阀提供必要的正反高电压及其变化率、高电流变化率。低压交直流大电流源及其调节回路用于为试品阀提供必要的交直流电流。本方法对于双向晶闸管阀，分为大电流和高电压两个阶段。而对于单方向晶闸管阀，在每个工频周期内，由低压直流大电流源提供直流大电流，在换流阀换相结束瞬时，由高电压回路注入一个高电流变化率的电流脉冲，并调节高电压回路电压波形，使得试品阀承受适当的正反向高电压。
文档编号G01R31/12GK1818697SQ20061006492
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者汤广福, 朱家骝, 赵贺 申请人:中国电力科学研究院