本发明涉及高压直流输电检测装置及方法技术领域。
背景技术：
在高压直流输电系统中，由换流变压器与换流阀一起组成的换流系统实现交流电与直流电之间的相互变换，是高压直流输电系统中最核心的设备，是高压直流输电系统安全稳定运行的基础，其一次、二次回路设计、施工的正确与否，将直接决定直流输电的稳定和安全。首先，换流系统处在交、直流电压相互变换的核心位置，现场须根据换流阀触发顺序不同，通过一次安装接线，将六台单相换流变压器一次绕组连接为Y0/Y接线、Y0/D11或Y0/D5接线，一次安装接线复杂，其正确性缺乏有效的验证。其次，换流变压器本体交流回路的检测点众多。换流变压器既有网首套管、网末套管，又有阀侧星形连接首端套管、末端套管，阀侧角形连接首端套管、末端套管，其交流电流、电压回路既要考虑与网侧交流保护、测量、计量等的配合，又要确保与阀侧换流器控制、保护系统的准确配合；再加之相关二次回路现场设计安装接线形式多样。交流回路二次电缆一般都经由换流变本体二次接线端子盒→本体转接箱→风冷控制箱→三相汇控箱→测量控制设备。二次回路现场安装接线形式有端子连接、航空插头连接，再到端子连接，二次接口元件较多，设计、安装接线的过程中极易留下非常隐蔽的回路缺陷。再次，直流输电工程通常采用9脉动四重阀或双重阀的换流单元形式，每一个单阀均由数十个晶闸管极串联而成，处于高电位；换流阀控制保护系统是换流阀远程监视控制终端，决定着晶闸管的整流(逆变)、启动、停运功能，处于地电位，是换流站的核心设备。换流阀和控制系统之间均采用光纤连接，通过传输脉冲串编码信号对换流阀的运行状态进行监视和控制。换流阀复杂的接线形势和换相特征给控制保护的设计、施工和调试带来了很大的挑战，任何环节的工作疏漏，都会给直流输电系统的安全稳定运行埋下隐患，对设计、施工、调试的质量水平要求较高。
基于换流系统在高压直流输电系统中的核心地位和重要性，再加之换流系统一次、二次安装接线的复杂性，以及换流阀在投运前无法进行带电检测，仅仅按照现有技术通过回路接线核对、局部试验等手段，已经难以发现换流系统一次、二次安装接线、换流阀触发角度错误等缺陷，从而可能导致整个换流站在投运的过程中，投运中断或推迟，甚至设备损坏或系统事故。高压直流带电前，现场急需一种换流系统整组模拟带电的成套设备及检测方法。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，实现对直流换流系统模拟带电运行状态并对各个参数进行检测，从而发现设计、施工、调试存在的问题，全面提高直流输电安全稳定运行水平，提供一种高压直流换流系统模拟带电检测成套装置及其检测方法。
本发明的目的通过如下方法实现：
高压直流换流系统模拟带电检测成套装置，包括Y-y0接线升压变压器、卡装于Y-y0接线升压变压器上的钳形电流表绝缘支架及安装于钳形电流表绝缘支架上的钳形电流表、感应调压器、模拟输入同步电压的三相自耦调压器、用于检查所有交流二次回路接线正确性的智能三相相位伏安表、电压表、直流负载电阻箱，其连接结构为：其连接结构为：在Y-y0接线升压变压器出线端上通过钳形电流表绝缘支架连接钳形电流表，Y-y0接线升压变压器的出线穿过钳形电流表与500kV换流变压器的网侧进线套管相连接，换流变压器的阀侧出线端与换流阀连接，换流阀与直流负载电阻箱并联，在换流阀与直流负载电阻箱之间接地；Y-y0接线升压变压器的输入端还分别连接感应调压器的输出端和三相自耦调压器的输入端，其中感应调压器的输入端连接到0.4kv试验电源，三相自耦调压器的输出端连接到换流变网侧TV端子箱内的CVT二次电压小空开的下端；所述电压表或者接于Y-y0接线升压变压器和感应调压器之间并接地，或者接于Y-y0接线升压变压器和三相自耦调压器之间并接地。
本发明所述的高压直流换流系统模拟带电检测成套装置的检测方法，方法步骤如下：
a.合上0.4kV试验电源，确定试验电源相序正确，感应调压器和Y-y0接线升压变压器原边副边相序正常；
b.操作感应调压器，将电压表置放于Y-y0接线升压变压器和感应调压器之间并接地，观察读数值，到达需要的电压值后停止调压；当电压调整至合适水平，对换流变压器充电，检查换流变压器网侧CVT二次电压和换流变压器阀侧套管分压器的电压相序和幅值正确；
c.操作三相自耦调压器调整给控制系统输出同步电压，将电压表置放于Y-y0接线升压变压器和三相自耦调压器之间并接地，观察读数值使得该同步线电压值为57.74V，然后将换流变压器的一个控制系统设置为运行状态；
d.上述状态检查正常后，对试验阀组控制保护系统运行状态通过软件置数进行试验设置，让换流阀处于整流状态，同时通过整个系统软件的设置，实现对换流阀在不同触发角α下的解锁和闭锁操作；
e.这时直流负载箱将带电，整个回路中有电流通过，观察钳形电流表读数并记录，然后使用智能三相相位伏安表检查所有交流二次回路接线的正确性；
f.通过比较换流变压器输出的直流电压、电流波形以及换流变压器网侧同步电压、触发角的波形，换流变网侧及阀侧互感器二次电流、电压幅值、相位检测，实现对换流变压器一次、二次设备工况的全面检查，确保整个换流系统设计及一次、二次安装的正确性；
g.试验完成，在断开试验电源后合上接地刀闸，移除所有的临时电缆以及所有其它控制系统中的临时连接，检查相应置位信号并将其恢复为检测前状态。
本发明以检验换流变压器、换流阀交、直流回路系统一次、二次安装接线、控制保护系统间相互配合的正确性为目标，可以完成以下检测工作：
(1)换流变交流一次接线正确性检测；
(2)换流变交流二次接线正确性检测；
(2)换流阀触发同步电压正确性检测；
(3)换流阀触发控制电压正确性检测；
(4)换流变一次电压相序及阀组触发顺序关系正确性检测；
(5)阀控系统监测功能正确性检测；
(6)9脉动换流器输出正确性检测。
本发明提供了一种换流系统整组模拟带电的成套设备及检测方法，可以发现换流系统一次、二次安装接线、换流阀触发角度错误等缺陷，从而避免整个换流站在投运的过程中，投运中断或推迟，避免设备损坏或系统事故。
下面结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。
附图说明
图1为高压直流换流系统模拟带电检测成套装置的组成示意图；
图2为直流换流系统模拟带电检测试验主接线图；
图3为直流换流系统模拟带电检测试验同步电压主接线图。
具体实施方式
如图1、图2所示的高压直流换流系统模拟带电检测成套装置，包括Y-y0接线升压变压器1、卡装于Y-y0接线升压变压器上的钳形电流表绝缘支架3及安装于钳形电流表绝缘支架上的钳形电流表3、感应调压器4、模拟输入同步电压的三相自耦调压器5、用于检查所有交流二次回路接线正确性的智能三相相位伏安表6、电压表7、直流负载电阻箱8，其连接结构为：在Y-y0接线升压变压器1出线端上通过钳形电流表绝缘支架3连接钳形电流表2，Y-y0接线升压变压器1的出线穿过钳形电流表2与500kV换流变压器10的网侧进线套管相连接，换流变压器的阀侧出线端与换流阀11)连接，换流阀与直流负载电阻箱8)并联，在换流阀与直流负载电阻箱之间接地；Y-y0接线升压变压器1的输入端还分别连接感应调压器4的输出端和三相自耦调压器5的输入端，其中感应调压器4的输入端连接到0.4kv试验电源9，三相自耦调压器5的输出端连接到换流变网侧TV端子箱12内的CVT二次电压小空开的下端；所述电压表7或者接于Y-y0接线升压变压器1和感应调压器4之间并接地，或者接于Y-y0接线升压变压器1和三相自耦调压器5之间并接地。
由于施加至换流变网侧的试验电压较低(一般为2000-4000V)，其网侧TV的二次电压不足以作为控制系统的同步电压信号，试验中，通过一台三相自耦调压器5模拟输入同步电压，要求输入电压三相对称，其幅值为TV二次额定电压，相位与换流变网侧电压相同，误差不超过1°，同步电压系统如图3所示接线。
采用本发明所述的高压直流换流系统模拟带电检测成套装置的检测方法，要确保一次接线正确，测量录波的测试线接线正确，后台置数完成，阀冷却系统在正常运行状态，临时拆除交流500kV GIS至换流变的引流线并断开换流变网侧TV端子箱内二次电压小空开，以上措施确认无误后可开始检测，检测按照以下步骤进行：
a.合上0.4kV试验电源9，确定试验电源相序正确，感应调压器4和Y-y0接线升压变压器1原边副边相序正常；
b.操作感应调压器4，将电压表7置放于Y-y0接线升压变压器1和感应调压器4之间并接地，观察读数值，到达需要的电压值后停止调压；当电压调整至合适水平，对换流变压器10充电，检查换流变压器10网侧CVT13二次电压和换流变压器10阀侧套管分压器的电压相序和幅值正确(没有触发脉冲)；
c.操作三相自耦调压器5调整给控制系统输出同步电压，将电压表7置放于Y-y0接线升压变压器1和三相自耦调压器5之间并接地，观察读数值使得该同步线电压值为57.74V，然后将换流变压器10的一个控制系统设置为运行状态(由于Y-y0接线升压变压器1的容量限制只能支持一个控制系统，当试验完成后换到另外一个控制系统)；
d.上述状态检查正常后，对试验阀组控制保护系统运行状态通过软件置数进行试验设置，让换流阀11处于整流状态，同时通过整个系统软件的设置，实现对换流阀在不同触发角α下的解锁和闭锁操作(其中各种参数的设置可以尽量模拟运行状态)；
e.这时直流负载箱8将带电，整个回路中有电流通过，观察钳形电流表2读数并记录，然后使用智能三相相位伏安表6检查所有交流二次回路(电压电流回路)接线的正确性；
f.通过比较换流变压器10输出的直流电压、电流波形以及换流变压器网侧同步电压、触发角的波形，换流变网侧及阀侧互感器二次电流、电压幅值、相位检测，实现对换流变压器一次、二次设备工况的全面检查，确保整个换流系统设计及一次、二次安装的正确性；
g.试验完成，在断开试验电源后合上接地刀闸，移除所有调压器、升压变、CVT连接箱到控制系统同步电压的临时电缆以及所有其它控制系统中的临时连接，检查相应置位信号并将其恢复为检测前状态。