专利名称：一种高压直流输电换流阀运行试验用电压源的制作方法
技术领域：
本发明属于高压直流输电换流阀运行试验领域，尤其涉及一种高压直流输电换流 阀运行试验用电压源。
背景技术：
随着电力系统高压直流输电工程的发展，大功率晶闸管器件串联的换流阀成为直 流输电工程换流站的核心。其造价一般占到工程总投资的25%左右，其质量直接影响到输 变电系统的可靠性。换流阀的运行试验是为了有效验证换流阀的运行特性，以确保换流阀能够满足直 流输电系统运行要求，保证系统安全和可靠运行。为此IEC专门制定了相关运行试验标准， 对运行试验项目作了详细的说明。为了考核换流阀的性能，近年来国际上多采用合成试验 回路的方法来完成IEC规定的试验项目。合成试验回路采用两个独立的电压和电流源系统 通过控制系统交叠施加试验电压和电流的方式，对试品阀的实际运行特性进行考核。换流阀运行试验用电压源，要求能够快速响应控制命令，稳定快速的升压，在每个 周期为试品阀提供试验所需的稳态高压。目前，换流阀运行试验所用的合成试验回路中采 取的电压源，一般是通过升压变压器把电压升高，然后通过晶间管6脉动桥整流，输出直流 电压；然后向电容器组充电，通过辅助控制阀的导通向试品阀提供高压。这种电压源工作时 通过控制晶闸管6脉动桥触发角度对试验电压进行调节，由于负载端为电容性负载，调节 响应时间长，调节范围有限，同时在输出较低试验电压时，系统稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压直流换流阀运行试验用电压源，以解决现有电压源响应 速度慢、调节范围有限等问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案包括变压器、辅助主电路，所述变压 器的一次侧设有PWM调制电源，变压器的二次侧与辅助主电路之间设有高压整流硅堆。该电压源还包括由两组测量分压传感器组成的反馈电路，所述辅助主电路的输出 端连接有试品阀，所述两组测量分压传感器的输入端分别连接于试品阀和辅助主电路上所 设的充电电容器的测量输出端，两组测量分压传感器的输出端反馈到所述PWM调制电源的 控制端。所述P丽调制电源为三相可控AC/DC —DC/AC双P丽调制电源。本发明高压直流换流阀运行试验用电压源的低压侧采用PWM调制电源，试验电压 范围宽，特别是低电压试验特性好；电压源总体损耗低，电源容量要求小，电源系统只需补 充试验回路损耗，对系统容量要求小；并使用高压硅堆在有载调压变压器高压侧进行整流， 控制简单，设备成本低，电流很小，不需考虑额外的冷却方式；大大降低了整体系统的设备 成本和运行成本。电压源的起动可以通过控制PWM调制电源达到按既定速率线性升压的软启动方 式，根据反馈电路反馈回来的测量数据，试验电压自动闭环控制或手动控制，满足不同电压等级试验要求。该电压源可以实现低压从0-660V、高压l_60kV连续可调，具有电压调节范 围宽、响应速度快，稳定可靠的特点。与变压器和晶闸管组成的整流回路相比，本电压源实现了调压、整流和辅助谐振 电路的分离，使控制和保护系统模块化，分压反馈系统能够随时的监视回路设备状态，大大 的提高了运行设备的安全性和保护措施。模块化的回路设计，在试验回路运行故障状态时 能够快速安全的分别有序退出，有效地保护了设备的安全。
图1是本发明电压源的结构示意图。图2是本发明大电压源的电压仿真波形。
具体实施例方式下面结合具体的实施例对本发明做进一步介绍。如图1所示为本发明高压直流换流阀运行试验用电压源的结构示意图，由图可 知，该电压源包括三相可控PWM电源、变压器、高压整流硅堆和辅助主电路变压器的一次 侧与配电网之间设置三相可控PWM电源，变压器的二次侧与辅助主电路之间设置高压整流 硅堆，辅助主电路的输出端连接试品阀Vt和反馈电路。反馈电路由两组测量分压传感器组成，两组测量分压传感器的输入端分别连接于 试品阀和辅助主电路上所设的充电电容器的测量输出端，测量分压传感器的输出端反馈到 所述PWM调制电源的控制端，分别将试品阀和充电电容器的电压反馈到PWM调制电源的控 制部分，如图2所示为本发明大电压源的电压仿真波形，其中，粗线显示的是试品阀上的电 压，细线显示的是Q上电压，黑块显示的是电流。本实施例中的三相可控PWM电源采用AC/DC DC/AC双PWM调制逆变电源，试验电压 范围宽，特别是低电压试验特性好；变压器采用0. 66/55. OKV有载调压电压源变压器。辅助 主电路包括高压整流硅堆的正极、负极输出端之间依次串接有保护电阻R、充电电容器CL， 充电电容器CL正极和负极之间依次串接有第二辅助阀Da2、谐振电感Ls、第三辅助阀Da3、换 向电感Lc，串接电感Lt和试品阀Vt后，构成试品阀Vt的通流回路；第三辅助阀Da3反向并 接有第四辅助阀Da4 ；谐振电感Ls与第三辅助阀Da3的公共节点和充电电容器CL的负极之 间串接有振荡电容器Cs，第二辅助阀Da2与谐振电感Ls的公共节点与充电电容器CL的负 极之间串接有第二辅助阀Da5。本发明高压直流换流阀运行试验用电压源的工作原理如下配电网到升压变 压器之间接有三相可控PWM电源，首先按照控制时序触发控制可控逆变电源整流回路， 线性调节输出电压的值。通过高压整流硅堆把交流电压整流后输出直流电压，即向电容
Q充电。在适当时刻，触发第二辅助阀Aa2,由Q向Cf5充电，获得试验所需的高电压。触
发第三辅助阀Da3，向试品阀Vt提供试验所需的高压，完成向试品阀Vt提供电压的控制过 程。在试品阀Vt触发导通之后，通过和电流源配合流过大电流，再次触发Da3阀，Cs向 试品阀放电，提供试品阀中晶闸管关断时的di/dt，此时C5电压变为反向，向试品阀提供反向恢复电压之后，触发A15 ,使G电压由负变正，然后再次触发A2 ,向G补充损耗能量。至 此完成一个完整周期的电流和电压配合。本发明的电压源与采用晶闸管进行整流的方法相比，控制简单，电压源总体损耗 低，电源容量要求小，电源系统只需补充试验回路损耗，对系统容量要求小；并使用高压硅 堆在有载调压变压器高压侧进行整流，电流很小，不需考虑额外的冷却方式。本发明采用PWM调制电源和硅堆整流配合的试验装置，同时配合由CL、Ls、Cs组成 的谐振回路，能够快速的调节电压到既定的值，同时也能够快速的对Cs进行补能，这种响 应速度和试验精度是换流变压器配合晶间管的整流电路所不能达到的。同时，采用硅堆整 流，从器件的成本和冷却方式的处理上大大降低了采购成本，而且系统整体的损耗较低，对 IOkV的电力系统影响较小。
权利要求
1.一种高压直流输电换流阀运行试验用电压源，包括变压器、辅助主电路，其特征在 于所述变压器的一次侧设有PWM调制电源，变压器的二次侧与辅助主电路之间设有高压 整流硅堆。
2.根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀运行试验用电压源，其特征在于该电 压源还包括由两组测量分压传感器组成的反馈电路，所述辅助主电路的输出端连接有试品 阀，所述两组测量分压传感器的输入端分别连接于试品阀和辅助主电路上所设的充电电容 器的测量输出端，两组测量分压传感器的输出端反馈到所述PWM调制电源的控制端。
3.根据权利要求1或2所述的高压直流输电换流阀运行试验用电压源，其特征在于 所述P丽调制电源为三相可控AC/DC —DC/AC双P丽调制电源。
全文摘要
本发明涉及一种高压直流输电换流阀运行试验用电压源，包括变压器、辅助主电路，变压器的一次侧设有三相可控PWM电源，变压器的二次侧与辅助主电路之间设有高压整流硅堆。本发明高压直流换流阀运行试验用电压源的低压侧采用PWM调制电源，试验电压范围宽，特别是低电压试验特性好；电压源总体损耗低，电源容量要求小，电源系统只需补充试验回路损耗，对系统容量要求小；并使用高压硅堆在有载调压变压器高压侧进行整流，控制简单，设备成本低，电流很小，不需考虑额外的冷却方式；大大降低了整体系统的设备成本和运行成本。
文档编号H02M3/135GK102097955SQ201010604830
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者刘刚, 姚为正, 常忠廷, 张建, 景兆杰, 李娟 , 肖晋, 董朝阳 申请人:许继集团有限公司