一種換流閥用飽和電抗器阻尼特性試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換流閥的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，具體涉及一種換流閥用飽和電抗器阻尼特性試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飽和電抗器是特高壓直流輸電換流閥的關(guān)鍵零部件，其在換流閥開通的幾十微秒時(shí)間段內(nèi)承擔(dān)著限制晶閘管開通電流上升率，以及阻尼雜散電容帶來的電磁振蕩的功能?，F(xiàn)有的技術(shù)對于飽和電抗器抑制開通電流上升率的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)已經(jīng)有了較多的研究，也取得了豐碩的成果。而關(guān)于飽和電抗器阻尼特性的研究甚少，到目前為止，鮮有關(guān)于飽和電抗器在換流閥開通過程中阻尼特性的文章或?qū)＠?br>[0003]為了解決工作在特高壓條件下的設(shè)備的絕緣問題，換流閥的屏蔽罩的體積都會做的比較大，在降低設(shè)備表面電場強(qiáng)度的同時(shí)，也會給換流閥帶來幾十PF的雜散電容。在換流閥開通時(shí)，由于設(shè)備中各個(gè)位置的電位分布重新分配，換流閥的雜散電容將和飽和電抗器共同作用，形成高頻的電磁振蕩。這是換流閥電磁騷擾的最主要來源。尤其當(dāng)換流閥工作在大角度和過電壓條件下，閥在開通時(shí)刻承受的電壓將相當(dāng)高，電磁振蕩尤為嚴(yán)重。這就需要飽和電抗器提供一部分的阻尼特性，將電磁振蕩的能量阻尼掉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種換流閥用飽和電抗器阻尼特性試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，本發(fā)明提供一種測試手段，能夠等效換流閥開通的電路拓?fù)洌瑥亩u估飽和電抗器對電磁振蕩的阻尼效果。
[0005]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供一種換流閥用飽和電抗器阻尼特性試驗(yàn)裝置，其改進(jìn)之處在于，所述裝置包括電容器C。、換相電感Lu、等效的換流閥開通時(shí)的雜散電容Cs、第一阻尼支路、阻尼單元和兩個(gè)試品飽和電抗器Lsat;所述電容器C。的一端接地，另一端與換相電感L u的一端連接；所述換相電感Lj]另一端分別與雜散電容C 3的一端和兩個(gè)試品飽和電抗器L sat之間的中點(diǎn)連接；所述雜散電容Cs的另一端接地；所述兩個(gè)試品飽和電抗器Lsat串聯(lián)，其中一個(gè)試品飽和電抗器Lsat的一端與第一阻尼支路連接；另一個(gè)試品飽和電抗器L sat的一端與阻尼單元連接；所述阻尼單元的阻尼電阻&、阻尼電容CjP晶閘管Thy均接地。
[0007]進(jìn)一步地，所述阻尼單元包括第二阻尼支路、二極管-阻尼電阻支路和晶閘管Thy ;所述第二阻尼支路包括晶閘管級的阻尼電容Cd和阻尼電阻Rd;所述二極管-阻尼電阻支路包括二極管D和阻尼電阻R。;所述阻尼電阻Rd的一端與阻尼電容C d的一端連接，阻尼電阻&的另一端分別與二極管D的陰極和晶閘管Thy的陽極連接；阻尼電容Cd的另一端分別與阻尼電阻&的一端和晶閘管Thy的陰極連接；二極管D的陽極與阻尼電阻R。的另一端連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一阻尼支路由晶閘管級的阻尼電容C’d和阻尼電阻R’ d串聯(lián)組成，所述阻尼電容c’ d接地。
[0009]本發(fā)明還提供一種換流閥用飽和電抗器阻尼特性試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟:
[0010](I)將電容器C。充電至換流閥的開通電壓U。，所述試驗(yàn)裝置中的雜散電容cs、阻尼電容CjP c’ d均被充電至各自的開通電壓；
[0011](2)觸發(fā)晶閘管Thy，電容器C。、雜散電容Cs、阻尼電容CjP C’ d上的電荷都將通過晶閘管Thy釋放，形成的放電電流成為晶閘管電流Ithy的一部分；電容器C。通過換相電感Lu放電形成的電流I y用來模擬換流閥的換相電流；雜散電容Cs和飽和電抗器L sat共同作用形成高頻電磁振蕩，高頻電磁振蕩在飽和電抗器Lsat以及第一阻尼支路中的R’，和第二阻尼支路中的Rd共同作用下最終達(dá)到穩(wěn)定；
[0012](3) 二極管D和阻尼電阻R。是在晶閘管電流I Thy振蕩為負(fù)電流時(shí)，提供電流通路，防止晶閘管Thy兩端出現(xiàn)反向電壓過沖；
[0013](4)最終根據(jù)換流閥開通時(shí)雜散電容Cs引起的高頻電磁振蕩的振蕩幅度以及振蕩時(shí)間，來評估飽和電抗器Lsat的阻尼效果；若高頻電磁振蕩在10-90微秒內(nèi)被阻尼掉，表示飽和電抗器提供了強(qiáng)阻尼；若高頻振蕩持續(xù)Ims以上，甚至持續(xù)整個(gè)換相過程，則表示飽和電抗器提供了弱阻尼；在上述兩者之間，則為中阻尼。
[0014]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是:
[0015]1.本發(fā)明搭建了阻尼特性試驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)室條件下再現(xiàn)了換流閥中雜散電容與雜散電感復(fù)雜的電磁振蕩現(xiàn)象。
[0016]2.本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，可以在換流閥設(shè)計(jì)和研發(fā)過程中就對換流閥實(shí)際工作中產(chǎn)生的電磁振蕩進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，對于換流閥電氣參數(shù)的優(yōu)化有十分積極的作用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明提供的飽和電抗器阻尼特性測試試驗(yàn)裝置拓?fù)鋱D；
[0018]圖2是本發(fā)明提供的試驗(yàn)過程中電壓和電流波形圖；
[0019]圖3是本發(fā)明提供的不同電抗器對雜散電容電磁振蕩的阻尼效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。
[0022]本發(fā)明提供的換流閥用飽和電抗器阻尼特性試驗(yàn)裝置的拓?fù)鋱D如圖1所示，所述裝置包括電容器C。、換相電感Lu、等效的換流閥開通時(shí)的雜散電容Cs、第一阻尼支路、阻尼單元和兩個(gè)試品飽和電抗器Lsat;所述電容器C。的一端接地，另一端與換相電感L u的一端連接；所述換相電感Lj]另一端分別與雜散電容C 3的一端和兩個(gè)試品飽和電抗器L sat之間的中點(diǎn)連接；所述雜散電容Cs的另一端接地；所述兩個(gè)試品飽和電抗器Lsat串聯(lián)，其中一個(gè)試品飽和電抗器Lsat的一端與第一阻尼支路連接；另一個(gè)試品飽和電抗器L sat的一端與阻尼單元連接；所述阻尼單元的阻尼電