合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子與電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于晶閘管串聯(lián)均壓技術(shù)的HVDC閥和SVC閥在電力電子與電力系統(tǒng)中得到了越 來越廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)外普遍采用合成試驗(yàn)回路對(duì)HVDC閥進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)，以驗(yàn)證換流 閥的運(yùn)行特性是否滿足電力系統(tǒng)的要求，從而確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003] 合成試驗(yàn)回路目前主流的技術(shù)方案由高壓小電流電壓源與低壓大電流電流源交 替對(duì)試品施加電壓及電流應(yīng)力，以模擬待試品實(shí)際運(yùn)行時(shí)各種工況。采用這種合成試驗(yàn)的 方案無需超大容量的電源，節(jié)約了成本。為了實(shí)現(xiàn)高壓小電流電壓源與低壓大電流電流源 交替對(duì)試品施加電壓及電流應(yīng)力，合成試驗(yàn)回路中需增加由晶閘管閥組、電容器及電感等 構(gòu)成的輔助回路。
[0004] 合成試驗(yàn)回路中關(guān)鍵問題為啟動(dòng)，由于輔助回路中包括多臺(tái)晶閘管閥組，每臺(tái)晶 閘管閥組中包括多只晶閘管，每只晶閘管均配有晶閘管觸發(fā)單元，在合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)之 前，晶閘管觸發(fā)單元并沒有能量，因此也無法控制晶閘管開通。目前國內(nèi)外的解決方案主 要有兩種：其一為在所有晶閘管觸發(fā)單元中加裝蓄電池，在每次合成試驗(yàn)回路試驗(yàn)前先對(duì) 所有晶閘管觸發(fā)單元中蓄電池充電，這種方案使用時(shí)十分繁瑣，并且蓄電池使用壽命有限， 更換頻繁；其二為在高壓小電流電壓源旁并聯(lián)一臺(tái)電壓源，這臺(tái)電壓源可提供交變的電壓 用于合成試驗(yàn)回路中輔助回路晶閘管閥組取能，啟動(dòng)合成試驗(yàn)回路前先投入這臺(tái)取能電壓 源，當(dāng)晶閘管觸發(fā)單元從交變的電源中獲取觸發(fā)能量后斷開取能電壓源，這種方案使用較 為容易，但增加了額外成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的，在于提供一種合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方案，解決了合成試驗(yàn)回路的啟 動(dòng)前，晶閘管觸發(fā)單元無法自取能量的問題，無需增加額外成本，控制簡單可靠。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法，包括如下步驟：
[0007] a)將電壓源、電流源設(shè)置為熱備用；
[0008] b)計(jì)算輔助閥和試品閥啟動(dòng)所需最小門檻電壓Ust;
[0009] c)由最小門檻電壓得出電壓源觸發(fā)延時(shí)角ast;
[0010] d)解鎖電壓源并控制觸發(fā)延時(shí)角階躍至a st;
[0011] e)先解鎖輔助閥二Va2,至少20mS后解鎖輔助閥三Va3、輔助閥四Va4、輔助閥五 Va5、隔離閥零VaO、隔離閥一 Val和試品閥Vt ;
[0012] f)電壓源在觸發(fā)角Cist下持續(xù)觸發(fā)設(shè)定時(shí)間，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo) 的正常邏輯。
[0013] 合成試驗(yàn)回路包括電壓源、輔助閥二Va2、輔助閥三Va3、輔助閥四Va4、輔助閥五 Va5、隔離閥零VaO、隔離閥一 Val、試品閥Vt、電流源、整流電容CL、振蕩電容CS、振蕩電感 LI、振蕩電感L2和濾波電感L3。
[0014] 作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，步驟b)所述的最小門檻電壓Ust計(jì)算方法如 下：
[0016] 其中\(zhòng)為試品閥Vt晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n a。為隔離閥零VaO晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n al為 隔離閥零Val晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na2為輔助閥二Va2晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n a3為輔助閥三Va3晶 閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na4為輔助閥四Va4晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n a5為輔助閥五Va5晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、 Ust vt為試品閥Vt單級(jí)晶閘管取能電壓、U st_a。為隔離閥零（VaO)單級(jí)晶閘管取能電壓、U st_ al為隔離閥零（Val)單級(jí)晶閘管取能電壓、Ust a2為輔助閥二Va2單級(jí)晶閘管取能電壓、U st_ a3為輔助閥三Va3晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)單級(jí)晶閘管取能電壓、U st_a4為輔助閥四Va4單級(jí)晶閘管 取能電壓、Ust a5為輔助閥五Va5單級(jí)晶閘管取能電壓。
[0017] 作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，步驟c)與步驟d)所述的電壓源觸發(fā)延時(shí)角 a st計(jì)算方法如下：
[0019] 其中Ue為電壓源交流系統(tǒng)線電壓有效值。
[0020] 作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，步驟f)中，電壓源在觸發(fā)角a st下持續(xù)觸發(fā) OS至3S，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo)的正常邏輯。
[0021] 本發(fā)明可以至少實(shí)現(xiàn)以下有益效果：
[0022] 解決了合成試驗(yàn)回路的啟動(dòng)前，晶閘管觸發(fā)單元無法自產(chǎn)能獲取能量的問題，控 制簡單可靠，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明合成試驗(yàn)回路結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖2是本發(fā)明流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0026] 圖1為本發(fā)明合成試驗(yàn)回路結(jié)構(gòu)圖，合成試驗(yàn)回路包括電壓源、輔助閥Va2、輔助 閥Va3/Va4、輔助閥Va5、隔離閥VaO/Val、電流源、整流電容CL、振蕩電容CS、濾波電感L3、 振蕩電感LU振蕩電感L2。
[0027] 圖2為本發(fā)明的流程圖，首先將電壓源設(shè)置為熱備用，而后計(jì)算輔助閥和試品閥 啟動(dòng)所需最小門檻電壓，由最小門檻電壓得出電壓源觸發(fā)延時(shí)角a st，解鎖電壓源并控制觸 發(fā)延時(shí)角階躍至a st，而后先解鎖輔助閥Va2,至少20mS后解鎖試品閥Vt、電流源、VaO/Val、 Va3/Va4、Va5。電壓源在此觸發(fā)角下持續(xù)觸發(fā)OS至3S，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo) 的正常邏輯。
[0028] 最小門檻電壓Ust的確定主要依據(jù)Va2、Va3/Va4、Va5和Vt的取能電壓，計(jì)算方法 如下：
[0030] 其中\(zhòng)為試品閥Vt晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n a。為隔離閥零（VaO)晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n al 為隔離閥零（Val)晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na2為輔助閥二（Va2)晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n a3為輔助閥三 (Va3)晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na4為輔助閥四（Va4)晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、n a5為輔助閥五（Va5)晶閘 管串聯(lián)級(jí)數(shù)、Ust vt為試品閥Vt單級(jí)晶閘管取能電壓、Ust_a。為隔離閥零（VaO)單級(jí)晶閘管取 能電壓、U st al為隔離閥零（Val)單級(jí)晶閘管取能電壓、Ust a2為輔助閥二（Va2)單級(jí)晶閘管 取能電壓、Ust a3為輔助閥三（Va3)晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)單級(jí)晶閘管取能電壓、Ust a4為輔助閥四 (Va4)單級(jí)晶閘管取能電壓、Ust a5為輔助閥五（Va5)單級(jí)晶閘管取能電壓。
[0031] 若Vt、VaO、Val、Va2、Va3/Va4、Va5每個(gè)晶閘管觸發(fā)單元取能時(shí)需要在每個(gè)晶閘 管兩端施加的最小電壓為 60V，即 Ust vt、Ust_a。、Ust_al、Ust_ a2、Ust_a3、Ust_a4、U st a5均為 60V ;并且 Vt、VaO、VaI、Va2、Va3/Va4、Va5的晶閘管閥組均由60級(jí)晶閘管串聯(lián)而成，即nt、na。、n al、na2、 na3、na4、na5均為 60 ;
[0032] 由計(jì)算公式可知閥Va2與閥Va5串聯(lián)則取能所需要的總電壓為 (60X60/1000+60X60/1000 = 3. 6+3. 6 = 7. 2) kV，閥 Vt 與閥 Va3 串聯(lián)則取能所需要的總 電壓為（60X60/1000+60X60/1000 = 3. 6+3. 6 = 7. 2) kV，閥 Vt 與閥 Va4 串聯(lián)取能所需要 的總電壓為（60 X 60/1000+60 X 60/1000 = 3. 6+3. 6 = 7. 2) kV，閥VaO取能所需要的總電壓 為（60X60/1000 = 3. 6) kV，閥Val取能所需要的總電壓為（60X60/1000 = 3. 6) kV，以上 電壓值取最大值為7. 2kV。
[0033] 通常高壓小電流源電壓源為六脈動(dòng)整流橋，若電壓源的交流系統(tǒng)電壓為501^即Ue 為50kV，則a st為：
[0034]
[0035] 控制電壓源觸發(fā)角從150°階躍至83. 87°，輔助閥Va2觸發(fā)，而后Va3/Va4、Va5、 VaO/Val和Vt晶閘管觸發(fā)單元獲得能量，解鎖Va3/Va4、Va5、VaO/Val、Vt及電流源，電壓源 在此觸發(fā)角下持續(xù)觸發(fā)3秒，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo)的正常邏輯。
[0036] 綜上所述，采用本發(fā)明的上述實(shí)施方案后，可以至少實(shí)現(xiàn)以下有益效果：
[0037] 1)控制簡單可靠；
[0038] 2)節(jié)約成本。
[0039] 以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法，其特征在于包括如下步驟： a) 將電壓源、電流源設(shè)置為熱備用； b) 計(jì)算輔助閥和試品閥啟動(dòng)所需最小門檻電壓Ust; c) 由最小門檻電壓得出電壓源觸發(fā)延時(shí)角ast; d) 解鎖電壓源并控制觸發(fā)延時(shí)角階躍至ast; e) 先解鎖輔助閥二Va2,至少20mS后解鎖輔助閥三Va3、輔助閥四Va4、輔助閥五Va5、 隔尚閥零VaO、隔尚閥一Val和試品閥Vt; f) 電壓源在觸發(fā)角ast下持續(xù)觸發(fā)設(shè)定時(shí)間，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo)的正 常邏輯。2. 如權(quán)利1所述的合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法，其特征在于步驟b)所述的最小門檻電壓 Ust計(jì)算方法如下：其中\(zhòng)為試品閥Vt晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na。為隔離閥零VaO晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、nal為隔離 閥零Val晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na2為輔助閥二Va2晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na3為輔助閥三Va3晶閘管 串聯(lián)級(jí)數(shù)、na4為輔助閥四Va4晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、na5為輔助閥五Va5晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)、Ustvt 為試品閥Vt單級(jí)晶閘管取能電壓、Ust_a。為隔離閥零（VaO)單級(jí)晶閘管取能電壓、Ustal為隔 離閥零（Val)單級(jí)晶閘管取能電壓、Usta2為輔助閥二Va2單級(jí)晶閘管取能電壓、Usta3為輔 助閥三Va3晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù)單級(jí)晶閘管取能電壓、Usta4為輔助閥四Va4單級(jí)晶閘管取能電 壓、Usta5為輔助閥五Va5單級(jí)晶閘管取能電壓。3. 如權(quán)利1所述的合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法，其特征在于步驟c)與步驟d)所述的電壓 源觸發(fā)延時(shí)角ast計(jì)算方法如下：其中Ue為電壓源交流系統(tǒng)線電壓有效值。4. 如權(quán)利1或2或3所述的合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法，其特征在于：步驟f)中，電壓源 在觸發(fā)角ast下持續(xù)觸發(fā)OS至3S，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo)的正常邏輯。
【專利摘要】本發(fā)明公開合成試驗(yàn)回路啟動(dòng)方法，包括如下步驟：a)將電壓源、電流源設(shè)置為熱備用；b)計(jì)算輔助閥和試品閥啟動(dòng)所需最小門檻電壓Ust；c)由最小門檻電壓得出電壓源觸發(fā)延時(shí)角αst；d)解鎖電壓源并控制觸發(fā)延時(shí)角階躍至αst；e)先解鎖輔助閥二Va2，至少20mS后解鎖輔助閥三Va3、輔助閥四Va4、輔助閥五Va5、隔離閥零Va0、隔離閥一Va1和試品閥Vt；f)電壓源在觸發(fā)角αst下持續(xù)觸發(fā)設(shè)定時(shí)間，然后切換到以試驗(yàn)電壓為控制目標(biāo)的正常邏輯。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)合成試驗(yàn)回路所有閥組自取能，并可靠進(jìn)入正常運(yùn)行。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN105044503
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510390289
【發(fā)明人】方太勛, 劉磊, 孫健, 高晟輔, 曹冬明, 張翔
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 常州博瑞電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月6日