专利名称：高压串联晶闸管阀双注入合成试验方法
技术领域：
本发明涉及电力系统及电力电子系统对晶闸管阀进行试验的方法，特别是一种高压串联晶闸管阀双注入合成试验方法。
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。例如静止无功补偿装置(SVC)、晶闸管控制串联补偿装置(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的双注入合成试验方法，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。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是一种高压串联晶闸管阀双注入试验方法，其试验电路中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分别通过高压回路隔离装置与低压回路隔离装置与试品阀连接。
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；它在试品阀截至期间，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，采取的双注入合成试验方法不完全相同；对于双向晶闸管阀，由低压交流大电流源提供交流电流，导通角由试品阀触发角控制，在每个方向大电流的开通前和接近关断的瞬时，由高电压回路为试品阀提供高电流变化率的电流短时脉冲，从而描述试品阀开通、关断损耗和反向恢复过冲等；对于单向晶闸管阀，双注入试验方法的试验波形和试验过程是在每个工频周期内，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，在下一个大直流电流来临之前，高电压回路为试品阀再次提供一个短时高电流脉冲，从而考察试品阀的高缓冲回路损耗工况下的性能。
由于采用了上述的技术方案，本发明具有的有益效果是本申请介绍的双注入合成试验方法，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。
1、本发明对于不同的高压串联晶闸管阀，所提出的双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、所提出的双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、双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是本发明的单向高压晶闸管阀双注入合成试验方法原理框图；图2是本发明的双向高压晶闸管阀双注入合成试验方法原理框图；图3是本发明的单向高压串联晶闸管阀双注入合成试验试品阀波形；图4是本发明的双向高压串联晶闸管阀双注入合成试验试品阀波形。
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，高压串联晶闸管阀双注入试验装置框图如图1和图2所示，其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，高压回路与低压回路隔离装置S1、S2和试品阀几大部分组成。
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。它在试品阀截至期间，通过S1闭合、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HVDC的换流阀，还通过调节反向电压变化率，考验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，采取的双注入合成试验方法不完全相同对于双向晶闸管阀，由低压交流大电流源提供交流电流，导通角由试品阀触发角控制，在每个方向大电流的开通前和接近关断的瞬时，由高电压回路为试品阀提供高电流变化率的电流短时脉冲，从而描述试品阀开通、关断损耗和反向恢复过冲等；对于单向晶闸管阀，双注入试验方法的试验波形和试验过程是在每个工频周期内，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，在下一个大直流电流来临之前，高电压回路为试品阀再次提供一个短时高电流脉冲，从而考察试品阀的高缓冲回路损耗工况下的性能。
权利要求
1.一种高压串联晶闸管阀双注入试验方法，其特征是其试验电路中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分别通过高压回路隔离装置与低压回路隔离装置与试品阀连接；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；它在试品阀截至期间，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HVDC的换流阀，还通过调节反向电压变化率，考验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，采取的双注入合成试验方法不完全相同；对于双向晶闸管阀，由低压交流大电流源提供交流电流，导通角由试品阀触发角控制，在每个方向大电流的开通前和接近关断的瞬时，由高电压回路为试品阀提供高电流变化率的电流短时脉冲，从而描述试品阀开通、关断损耗和反向恢复过冲等；对于单向晶闸管阀，双注入试验方法的试验波形和试验过程是在每个工频周期内，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，在下一个大直流电流来临之前，高电压回路为试品阀再次提供一个短时高电流脉冲，从而考察试品阀的高缓冲回路损耗工况下的性能。
全文摘要
一种高压串联晶闸管阀双注入试验方法。对于双向晶闸管阀，由低压交流大电流源提供交流电流，导通角由试品阀触发角控制，在每个方向大电流的开通前和接近关断的瞬时，由高电压回路为试品阀提供高电流变化率的电流短时脉冲；对于单向晶闸管阀，试验波形和试验过程是在每个工频周期内，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，在下一个大直流电流来临之前，高电压回路为试品阀再次提供一个短时高电流脉冲，从而考察试品阀的高缓冲回路损耗工况下的性能。
文档编号H02M1/10GK1834671SQ200610064930
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者温家良, 查鲲鹏, 汤广福 申请人:中国电力科学研究院