专利名称：一种mmc阀稳态运行试验装置的检测方法
技术领域：
本发明涉及电力系统 领域，具体涉及一种MMC阀稳态运行试验装置的检测方法。
背景技术：
柔性直流输电(VSC-HVDC )技术在高压直流输电领域中有着广泛的应用前景，基于模块化多电平换流器(MMC)的VSC-HVDC，是实现利用IGBT阀进行直流输电的一种方式，其核心部件称作MMC阀。MMC阀稳态运行试验的目的在于考察阀组件对于长期实际运行工况下的电流、电压和热等关键应力的耐受能力，这也是换流器运行可靠性研究的重要组成部分。稳态运行试验装置能产生等效于实际工况的电压、电流和热应力，这些应力通过两组MMC阀之间的能量交换产生。两组结构相同的MMC阀一个被用作辅助阀，另一个被用作试品阀，MMC阀电气结构如图I所示。稳态运行试验装置调试的核心是辅助阀，将MMC辅助阀组装完成后，需要对其进行专门的功能调试，保证其各项功能完整、完善。如果不进行测试就将MMC阀投入使用，可能会由于电流、电压容量不足或附属电路损坏而导致整个装置损毁，危及整个电网安全运行。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明提供一种MMC阀稳态运行试验装置的检测方法，确定辅助阀以及整个试验装置的功能是否完整、完善。为将整个装置投入使用做好了准备，保证调试过程中设备的安全。本发明提供的一种MMC阀稳态运行试验装置的检测方法，所述试验装置包括阀组件I、阀组件2、充电电源E1、补能电源E2、负载电抗器L、充电限流电阻R、控制系统、测量采集机箱；所述阀组件I和所述阀组件2通过串联的所述负载电抗器L和充电限流电阻R连接；所述充电电源El和补能电源E2分别与所述阀组件I连接；所述阀组件I和所述阀组件2分别与所述控制系统连接；其改进之处在于，所述方法包括如下步骤(I)冷却回路检测；(2)阀塔绝缘检测；(3)均压试验检测；(4)通讯检测；(5)控制检测；和(6)系统测试。其中，所述阀组件I为试品阀或辅助阀；所述阀组件2为辅助阀或试品阀，对阀组件I对应。
其中，所述步骤(I)冷却回路检测是检测MMC阀配备的冷却回路是否正常，包括如下步骤施加额定的压力，检测所述冷却回路是否存在渗漏的现象，冷却介质的相关参数是否能够满足要求。其中，所述步骤(2)阀塔绝缘检测包括对所述MMC阀进行短时工频和短时直流耐压试验，判断其是否满足根据绝缘要求。其中，所述步骤(3)均压试验检测包括给辅助阀施加工作电压，分别测量辅助阀的各子模块上的电压，判断子模块上的最大电压和最小电压之差是否小于一定范围。其中，所述步骤(4)通讯检测包括I)控制系统检查与各个子模块的通讯是否正常；2)建立通讯，模拟故障，检查控制系统的回报显示是否正确，验证保护措施的有效性。其中，所述步骤(5)控制检测包括给辅助阀充电；控制系统按照触发时序向辅助阀发出触发脉冲，观察辅助阀是否输出预期的阶梯电压波形。其中，所述步骤(6)系统测试包括充电电源完成预充电时将补能电源投入进行对拖试验；观察两部分的电压波形是否为阶梯电压波形，电流是否为正弦电流。试验需要持续一段时间，观察试验是否稳定。其中，所述冷却介质的相关参数包括水流量、散热功率、进水温度和出水温度。其中，所述阀塔的短时工频和短时直流耐压试验包括1分钟工频交流耐压试验和I分钟直流耐压试验。其中，所述一定范围为_5%-+5%。其中，所述保护措施包括阀基控制器旁路保护和主控制器保护。其中，所述步骤(6)在没有试品阀的情况下，将辅助阀分成对称的两部分，通过电抗器相连。与现有技术比，本发明的有益效果为依次按照本发明的操作做，节省了时间。依次按照本发明的操作做，可有效降低装置检测对于外加电源容量的要求。依次按照本发明的操作做，可有效降低装置检测对于外加试验设备的要求。本发明可以验证MMC阀稳态运行试验装置的功能是否完整、完善，并能保证调试过程中设备的安全。
图I为本发明提供的MMC阀的电气结构图。图2为本发明提供的MMC阀稳态运行试验装置的电气拓扑图。
具体实施方式
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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。本实施例的MMC阀稳态运行试验装置的电气拓扑图如图2所示，试验装置包括阀组件I、阀组件2、充电电源E1、补能电源E2、负载电抗器L、充电限流电阻R、控制系统、测量采集机箱；阀组件I和阀组件2通过串联的负载电抗器L和充电限流电阻R连接；充电电源El和补能电源E2分别与阀组件I连接；阀组件I和阀组件2分别与控制系统连接；阀组件I和2分别含η和m个子模块，且η > m ;子模块包括并联的半桥结构与子模块电容器；或子模块包括并联的H桥结构与子模块电容器；子模块电容器为CSMln或CSM2m ;半桥结构和H桥结构均包括开关Kn或Km、电阻Rn或Rm、晶闸管Tn或Tm、IGBT器件Tnl和Tn2或IGBT器件Tnd和Tm2以及二极管Dnl和Dn2或二极管Dml和Dm2 ;以η个子模块为例说明，IGBT器件Tlnl反并联二极管Dlnl组成IGBT模块I ;IGBT器件Tln2反并联二极管Dln2组成IGBT模块2 ；IGBT模块I和IGBT模块2串联，组成IGBT模块I和IGBT模块2串联支路；IGBT模块2、晶闸管Tln和开关Kln依次并联；电阻Rln与IGBT模块I和IGBT模块2串联支路并联。充电电源El的正极与阀组件I的高压输出端连接；所述充电电源El的负极与阀组件I和2的低压输出端相连后接地；补能电源E2的正极与阀组件I的高压输出端连接；补能电源E2的负极与阀组件I和2的低压输出端相连后接地。本实施例的阀组件I可为试品阀或辅助阀，阀组件2可为辅助阀或试品阀与阀组 件I对应，本实施例以阀组件I为辅助阀，阀组件2为试品阀为例。对上述的试验装置，本实施例提出一种MMC阀稳态运行试验装置的检测方法，包括如下步骤(I)冷却回路检测；冷却回路检测是检测MMC阀配备的冷却回路是否正常，包括如下步骤施加额定的压力，检测所述冷却回路是否存在渗漏的现象，冷却介质的相关参数是否能够满足要求。其冷却介质的相关参数包括水流量、散热功率、进水温度和出水温度。需满足的要求为水流量彡13. 5T/h;散热功率彡60kW;进水温度彡50° C，出水温度彡60° C。这是系统检测工作的第一步，后续的检测需要在冷却回路工作的情况下进行。(2)阀塔绝缘检测；阀塔绝缘检测包括仅保持冷却回路工作，对所述MMC阀进行短时工频和短时直流耐压试验，判断其是否满足根据绝缘要求。所述短时工频和短时直流耐压试验包括1分钟工频交流耐压试验和I分钟直流耐压试验。(3)均压试验检测；均压试验检测包括在绝缘试验通过的基础上，给辅助阀施加工作电压，分别测量辅助阀的各子模块上的电压，判断子模块上的最大电压和最小电压之差是否小于一定范围。一定范围为-5%—+5%ο在范围之内属于合格。(4)通讯检测；通讯检测包括I)在阀通讯单元电子电路带电的情况下，控制系统检查与各个子模块的通讯是否正常；2)建立通讯，模拟故障，检查控制系统的回报显示是否正确，验证保护措施的有效性。保护措施包括阀基控制器旁路保护和主控制器保护。(5)控制检测；控制检测包括给辅助阀充电，充一定的电压；补能电源系统和负载不投入；控制系统按照触发时序向辅助阀发出触发脉冲，观察辅助阀是否输出预期的阶梯电压波形。由于没有负载不构成回路，因此没有电流和能量损失产生，相当于空载试验。其可验证控制系统对阀的控制功能。(6)系统测试。系统测试包括充电电源完成预充电时将补能电源投入进行对拖试验；观察两部分的电压波形是否为阶梯电压波形，电流是否为正弦电流。试验需要持续一段时间，观察试验是否稳定。在没有试品阀的情况下，将辅助阀分成对称的两部分，通过电抗器相连，一半相当于辅助阀(图2中的阀组件I)、一半相当于试品阀(图2中的阀组件2)。其中，对拖试验为；将辅助阀分成对称的两部分，通过电抗器相连，一半做为辅助阀、一半做为试品阀，首先对辅助阀和试品阀的子模块电容器进行充电，充电完毕后断开充电电源，投入补能电源，通过控制器的控制使回路中产生叠加直流偏置的正弦交流试验电 流。通过以上的调试步骤，可以确定辅助阀以及整个试验装置的功能是否完整、完善。通过上述系统调试的辅助阀和试验装置，可以对试品阀进行考核试验。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.ー种MMC阀稳态运行试验装置的检测方法，所述试验装置包括阀组件I、阀组件2、充电电源E1、补能电源E2、负载电抗器L、充电限流电阻R、控制系统、測量采集机箱； 所述阀组件I和所述阀组件2通过串联的所述负载电抗器L和充电限流电阻R连接；所述充电电源El和补能电源E2分别与所述阀组件I连接；所述阀组件I和所述阀组件2分别与所述控制系统连接；其特征在干， 所述方法包括如下步骤 (1)冷却回路检测； (2)阀塔绝缘检测； (3)均压试验检测； (4)通讯检测； (5)控制检测；和 (6)系统测试。
2.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述阀组件I为试品阀或辅助阀；所述阀组件2为辅助阀或试品阀，对阀组件I对应。
3.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(I)冷却回路检测是检测MMC阀配备的冷却回路是否正常，包括如下步骤施加额定的压力，检测所述冷却回路是否存在渗漏的现象，冷却介质的相关參数是否能够满足要求。
4.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(2)阀塔绝缘检测包括对所述MMC阀进行短时エ频和短时直流耐压试验，判断其是否满足根据绝缘要求。
5.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(3)均压试验检测包括给辅助阀施加工作电压，分别测量辅助阀的各子模块上的电压，判断子模块上的最大电压和最小电压之差是否小于一定范围。
6.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(4)通讯检测包括 1)控制系统检查与各个子模块的通讯是否正常； 2)建立通讯，模拟故障，检查控制系统的回报显示是否正确，验证保护措施的有效性。
7.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(5)控制检测包括给辅助阀充电；控制系统按照触发时序向辅助阀发出触发脉冲，观察辅助阀是否输出预期的阶梯电压波形。
8.如权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(6)系统测试包括充电电源完成预充电时将补能电源投入进行对拖试验；观察两部分的电压波形是否为阶梯电压波形，电流是否为正弦电流。试验需要持续一段时间，观察试验是否稳定。
9.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述冷却介质的相关參数包括水流量、散热功率、进水温度和出水温度。
10.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述阀塔的短时エ频和短时直流耐压试验包括1分钟エ频交流耐压试验和I分钟直流耐压试验。
11.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述一定范围为-5%—+5%。
12.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述保护措施包括阀基控制器旁路保护和主控制器保护。
13.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(6)在没有试品阀的情况下，将辅助阀分成対称的两部分，通过 电抗器相连。
全文摘要
本发明涉及一种MMC阀稳态运行试验装置的检测方法，该方法的试验装置包括阀组件1、阀组件2、充电电源E1、补能电源E2、负载电抗器L、充电限流电阻R、控制系统、测量采集机箱；阀组件1和阀组件2通过串联的负载电抗器L和充电限流电阻R连接；充电电源E1和补能电源E2分别与阀组件1连接；阀组件1和阀组件2分别与所述控制系统连接；方法包括如下步骤(1)冷却回路检测；(2)阀塔绝缘检测；(3)均压试验检测；(4)通讯检测；(5)控制检测；和(6)系统测试。本发明可以验证MMC阀稳态运行试验装置的功能是否完整、完善，并能保证调试过程中设备的安全。
文档编号G01R31/327GK102662145SQ201210137910
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者吴亚楠, 周竞之, 查鲲鹏, 高冲 申请人:中电普瑞电力工程有限公司