一种换流阀用饱和电抗器阻尼特性试验装置及其试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换流阀的试验装置及其试验方法，具体涉及一种换流阀用饱和电抗器阻尼特性试验装置及其试验方法。
【背景技术】
[0002]饱和电抗器是特高压直流输电换流阀的关键零部件，其在换流阀开通的几十微秒时间段内承担着限制晶闸管开通电流上升率，以及阻尼杂散电容带来的电磁振荡的功能。现有的技术对于饱和电抗器抑制开通电流上升率的设计和试验已经有了较多的研究，也取得了丰硕的成果。而关于饱和电抗器阻尼特性的研究甚少，到目前为止，鲜有关于饱和电抗器在换流阀开通过程中阻尼特性的文章或专利。
[0003]为了解决工作在特高压条件下的设备的绝缘问题，换流阀的屏蔽罩的体积都会做的比较大，在降低设备表面电场强度的同时，也会给换流阀带来几十PF的杂散电容。在换流阀开通时，由于设备中各个位置的电位分布重新分配，换流阀的杂散电容将和饱和电抗器共同作用，形成高频的电磁振荡。这是换流阀电磁骚扰的最主要来源。尤其当换流阀工作在大角度和过电压条件下，阀在开通时刻承受的电压将相当高，电磁振荡尤为严重。这就需要饱和电抗器提供一部分的阻尼特性，将电磁振荡的能量阻尼掉。
【发明内容】
[0004]为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种换流阀用饱和电抗器阻尼特性试验装置及其试验方法，本发明提供一种测试手段，能够等效换流阀开通的电路拓扑，从而评估饱和电抗器对电磁振荡的阻尼效果。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]本发明提供一种换流阀用饱和电抗器阻尼特性试验装置，其改进之处在于，所述装置包括电容器C。、换相电感Lu、等效的换流阀开通时的杂散电容Cs、第一阻尼支路、阻尼单元和两个试品饱和电抗器Lsat;所述电容器C。的一端接地，另一端与换相电感L u的一端连接；所述换相电感Lj]另一端分别与杂散电容C 3的一端和两个试品饱和电抗器L sat之间的中点连接；所述杂散电容Cs的另一端接地；所述两个试品饱和电抗器Lsat串联，其中一个试品饱和电抗器Lsat的一端与第一阻尼支路连接；另一个试品饱和电抗器L sat的一端与阻尼单元连接；所述阻尼单元的阻尼电阻&、阻尼电容CjP晶闸管Thy均接地。
[0007]进一步地，所述阻尼单元包括第二阻尼支路、二极管-阻尼电阻支路和晶闸管Thy ;所述第二阻尼支路包括晶闸管级的阻尼电容Cd和阻尼电阻Rd;所述二极管-阻尼电阻支路包括二极管D和阻尼电阻R。;所述阻尼电阻Rd的一端与阻尼电容C d的一端连接，阻尼电阻&的另一端分别与二极管D的阴极和晶闸管Thy的阳极连接；阻尼电容Cd的另一端分别与阻尼电阻&的一端和晶闸管Thy的阴极连接；二极管D的阳极与阻尼电阻R。的另一端连接。
[0008]进一步地，所述第一阻尼支路由晶闸管级的阻尼电容C’d和阻尼电阻R’ d串联组成，所述阻尼电容c’ d接地。
[0009]本发明还提供一种换流阀用饱和电抗器阻尼特性试验装置的试验方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤:
[0010](I)将电容器C。充电至换流阀的开通电压U。，所述试验装置中的杂散电容cs、阻尼电容CjP c’ d均被充电至各自的开通电压；
[0011](2)触发晶闸管Thy，电容器C。、杂散电容Cs、阻尼电容CjP C’ d上的电荷都将通过晶闸管Thy释放，形成的放电电流成为晶闸管电流Ithy的一部分；电容器C。通过换相电感Lu放电形成的电流I y用来模拟换流阀的换相电流；杂散电容Cs和饱和电抗器L sat共同作用形成高频电磁振荡，高频电磁振荡在饱和电抗器Lsat以及第一阻尼支路中的R’，和第二阻尼支路中的Rd共同作用下最终达到稳定；
[0012](3) 二极管D和阻尼电阻R。是在晶闸管电流I Thy振荡为负电流时，提供电流通路，防止晶闸管Thy两端出现反向电压过冲；
[0013](4)最终根据换流阀开通时杂散电容Cs引起的高频电磁振荡的振荡幅度以及振荡时间，来评估饱和电抗器Lsat的阻尼效果；若高频电磁振荡在10-90微秒内被阻尼掉，表示饱和电抗器提供了强阻尼；若高频振荡持续Ims以上，甚至持续整个换相过程，则表示饱和电抗器提供了弱阻尼；在上述两者之间，则为中阻尼。
[0014]本发明提供的技术方案具有的优异效果是:
[0015]1.本发明搭建了阻尼特性试验装置，在实验室条件下再现了换流阀中杂散电容与杂散电感复杂的电磁振荡现象。
[0016]2.本发明所述的试验装置和试验方法，可以在换流阀设计和研发过程中就对换流阀实际工作中产生的电磁振荡进行准确的评估，对于换流阀电气参数的优化有十分积极的作用。
【附图说明】
[0017]图1是本发明提供的饱和电抗器阻尼特性测试试验装置拓扑图；
[0018]图2是本发明提供的试验过程中电压和电流波形图；
[0019]图3是本发明提供的不同电抗器对杂散电容电磁振荡的阻尼效果图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0021]以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
[0022]本发明提供的换流阀用饱和电抗器阻尼特性试验装置的拓扑图如图1所示，所述装置包括电容器C。、换相电感Lu、等效的换流阀开通时的杂散电容Cs、第一阻尼支路、阻尼单元和两个试品饱和电抗器Lsat;所述电容器C。的一端接地，另一端与换相电感L u的一端连接；所述换相电感Lj]另一端分别与杂散电容C 3的一端和两个试品饱和电抗器L sat之间的中点连接；所述杂散电容Cs的另一端接地；所述两个试品饱和电抗器Lsat串联，其中一个试品饱和电抗器Lsat的一端与第一阻尼支路连接；另一个试品饱和电抗器L sat的一端与阻尼单元连接；所述阻尼单元的阻尼电