專利名稱：一種換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種試驗用電壓源，尤其是一種換流閥 運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，我國的高壓直流輸電工程發(fā)展很快，直流輸電工程換 流站的核心就是由大功率晶閘管器件串聯(lián)的換流閥，該設(shè)備的質(zhì)量直接影響輸變電系統(tǒng)的 可靠性，其造價一般占到工程總投資的25%左右。隨著數(shù)條高壓直流輸電工程的建設(shè)，我國 相繼引進(jìn)了直流輸電系統(tǒng)成套設(shè)計技術(shù)、晶間管元件設(shè)計制造技術(shù)、換流閥設(shè)計制造技術(shù) 和控制保護(hù)技術(shù)等，但由于技術(shù)壁壘，換流閥電氣試驗技術(shù)的引進(jìn)受到了阻礙，致使國內(nèi)換 流閥的電氣試驗條件，特別是其中運行試驗條件的建立相對滯后，工程閥仍需依賴國外公 司進(jìn)行型式試驗，這在一定程度上制約了換流閥的研發(fā)，不利于核心技術(shù)的掌握。換流閥設(shè) 備需要實現(xiàn)國產(chǎn)化，具備試驗手段是自主研發(fā)的重要保證。換流閥運行試驗一般采用合成試驗回路，其電壓源要求能夠每個周期為試品閥提 供穩(wěn)定的高電壓。國外公司一般使用升壓變壓器將電壓升高，然后通過硅堆整流，為電容器 組充電，通過輔助閥組的控制來給試品閥提供電壓。由于電壓源充電回路是開環(huán)控制，輔助 閥組和試品閥的阻性元件都會消耗能量，造成試品閥上每個周期實際獲得的電壓不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種換流閥運行試驗用可控恒 壓快速連續(xù)充電電壓源，該電壓源能夠解決高壓直流輸電用晶間管換流閥的合成試驗回路 中對高壓電容器可控恒壓快速連續(xù)充電問題，能夠保證電壓源的穩(wěn)定運行。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的這種換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源，包括有載調(diào)壓變壓器、六 脈波整流橋、振蕩用電容組、充電電容器組、換相電感、反向充電電抗器、充電電抗器以及第 一至四輔助閥，所述有載調(diào)壓變壓器的輸出端與六脈波整流橋的輸入端連接，所述六脈波 整流橋的輸出端與充電電容器組和充電電抗器連接形成回路；所述充電電容器組還與所述 第一輔助閥、反向充電電抗器、振蕩用電容組依次連接形成回路；所述第四輔助閥的一端 連接于第一輔助閥和反向充電電抗器之間，另一端連接于振蕩用電容組和充電電容器組之 間；所述振蕩用電容組還與第二輔助閥、換相電感和待測試品閥依次連接構(gòu)成回路；所述 第二輔助閥還與第三輔助閥連接構(gòu)成回路。進(jìn)一步的，在待測試品閥、充電電容器組均并聯(lián)有通頻帶高電壓傳感器。上述通頻帶高電壓傳感器均與六脈波整流橋之間設(shè)置有負(fù)反饋控制回路。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用可控六脈波整流橋?qū)﹄娙萜鬟M(jìn)行快速充電，并在充電回路中接入了電 抗器，限制充電電流和充電時間，在負(fù)載阻抗特性變化不定時，保證充電的穩(wěn)定性；在待測試品閥、充電電容器兩處并聯(lián)有通頻帶高電壓傳感器，能夠快速響應(yīng)試品閥上和充電電容 器上的各種電壓信號的變化，通過雙數(shù)字式負(fù)反饋實現(xiàn)試品每個周期所需電壓的快速補 償；電壓源差壓保護(hù)對試品閥和充電電容器上的電壓信號進(jìn)行整定、比較、處理，進(jìn)一步保 證回路的穩(wěn)定運行。另外，本發(fā)明還具有在較低電壓下獨立啟動的功能，滿足了從高電壓到 低電壓的各種試驗方式的要求。


圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖，分為電源和負(fù)載兩大部分。其中B為6脈波整流橋；T為有有載調(diào)壓變壓器；Q為充電電容器組；Cs為振蕩 用電容器組；Ll為代表運行中的換相電感；L2為反向充電電抗器；L3為充電電抗器；Va2 Va5均為輔助閥；Vt為待測試品閥。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述參見圖1，本發(fā)明的換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源，包括有載調(diào) 壓變壓器τ、六脈波整流橋B、振蕩用電容組Cs、充電電容器組Cp換相電感Li、反向充電電 抗器L2、充電電抗器L3以及第一至四輔助閥Va2 Va5。所述的第一至四輔助閥Va2 Va5均是單向閥(如單向可控硅的晶閘管)，其中有載調(diào)壓變壓器T的輸入端連接到電源 上，有載調(diào)壓變壓器T的輸出端與六脈波整流橋B的輸入端連接，六脈波整流橋B的輸出端 與充電電容器組Q和充電電抗器L3連接形成回路。另外充電電容器組Q還與第一輔助閥 Va2、反向充電電抗器L2、振蕩用電容組Cs依次連接形成另外一回路，且第四輔助閥連接于 該回路中，具體連接為，第四輔助閥Va5的輸出端連接于第一輔助閥Va2和反向充電電抗器 L2之間，第四輔助閥Va5的輸入端連接于振蕩用電容組Cs和充電電容器組Q之間。振蕩 用電容組Cs還與第二輔助閥Va3、換相電感Ll和待測試品閥Vt依次連接構(gòu)成回路；并且 第二輔助閥Va3還與第三輔助閥Va4連接構(gòu)成回路，即第二輔助閥Va3和第三輔助閥Va4 采用并聯(lián)的方式形成可以雙向?qū)ǖ妮o助閥組。另外本發(fā)明在待測試品閥、充電電容器處 并聯(lián)有通頻帶高電壓傳感器，在通頻帶高電壓傳感器與六脈波整流橋B之間設(shè)置有雙數(shù)字 式負(fù)反饋控制回路，通過負(fù)反饋能夠準(zhǔn)確控制高壓側(cè)可控的六脈波整流橋B的觸發(fā)角，達(dá) 到所需施加電壓的數(shù)值，而且通過待測試品閥Vt的觸發(fā)脈沖FP作第一、二輔助閥Va2、Va3 的回報脈沖IP，可以實現(xiàn)電壓源的獨立啟動。本發(fā)明的電壓源輸出的電壓具周期性，在最佳實施例中，電壓幅值50kV，極性可反 轉(zhuǎn)、占空比及電壓頻率可調(diào)。并且本發(fā)明可對試品導(dǎo)通時刻電壓變化率du/dt進(jìn)行調(diào)節(jié)，也 可對試品關(guān)斷時刻電流變化率di/dt進(jìn)行調(diào)節(jié)。綜上所述，網(wǎng)側(cè)電能經(jīng)由有載調(diào)壓變壓器粗調(diào)，再經(jīng)過六脈波整流橋B整流，通過 閉環(huán)控制來給電容器組充電并給試品閥提供穩(wěn)定的試驗電壓。本發(fā)明的具體工作過程如 下電壓源通過環(huán)(即振蕩用電容器組Cs-第三輔助閥Va4_換相電感Ll-待測試品 閥Vt)形成試品上的預(yù)充暫態(tài)恢復(fù)電壓和反向恢復(fù)電壓；通過觸發(fā)第四輔助閥Va5和第二 輔助閥Va3，使振蕩用電容器組Cs上電壓反向，使待測試品閥Vt電壓相應(yīng)的改變極性。振蕩用電容器組Cs上的能量是由充電電容器組Cl提供，通過觸發(fā)第一輔助閥Va2即形成環(huán)路 CL-Va2-L2-Cs,自動補償振蕩用電容器組Cs的能量損耗。充電電容器組Q的能量損耗由六 脈波整流橋B通過充電電抗器L3補償。
權(quán)利要求
一種換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源，其特征在于包括有載調(diào)壓變壓器(T)、六脈波整流橋(B)、振蕩用電容組(Cs)、充電電容器組(CL)、換相電感(L1)、反向充電電抗器(L2)、充電電抗器(L3)以及第一至四輔助閥(Va2～Va5)，所述有載調(diào)壓變壓器(T)的輸出端與六脈波整流橋(B)的輸入端連接，所述六脈波整流橋(B)的輸出端與充電電容器組(CL)和充電電抗器(L3)連接形成回路；所述充電電容器組(CL)還與所述第一輔助閥(Va2)、反向充電電抗器(L2)、振蕩用電容組(Cs)依次連接形成回路；所述第四輔助閥(Va5)的一端連接于第一輔助閥(Va2)和反向充電電抗器(L2)之間，另一端連接于振蕩用電容組(Cs)和充電電容器組(CL)之間；所述振蕩用電容組(Cs)還與第二輔助閥(Va3)、換相電感(L1)和待測試品閥(Vt)依次連接構(gòu)成回路；所述第二輔助閥(Va3)還與第三輔助閥(Va4)連接構(gòu)成回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源，其特征在 于在待測試品閥、充電電容器均并聯(lián)有通頻帶高電壓傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源，其特征在 于所述通頻帶高電壓傳感器與六脈波整流橋(B)之間設(shè)置有雙數(shù)字式負(fù)反饋控制回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種換流閥運行試驗用可控恒壓快速連續(xù)充電電壓源，該電壓源的有載調(diào)壓變壓器的輸出端與六脈波整流橋的輸入端連接，所六脈波整流橋的輸出端與充電電容器組和充電電抗器連接形成回路；充電電容器組還與所述第一輔助閥、反向充電電抗器、振蕩用電容組依次連接形成回路；第四輔助閥的一端連接于第一輔助閥和反向充電電抗器之間，另一端連接于振蕩用電容組和充電電容器組之間；振蕩用電容組還與第二輔助閥、換相電感和待測試品閥依次連接構(gòu)成回路；第二輔助閥還與第三輔助閥連接構(gòu)成回路。本發(fā)明能夠解決高壓直流輸電用晶閘管換流閥的合成試驗回路中對高壓電容器可控恒壓快速連續(xù)充電問題，能夠保證電壓源的穩(wěn)定運行。
文檔編號H02J7/10GK101944762SQ20101026625
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者劉樸, 周會高, 張長春, 胡治龍, 許釩, 鄭軍, 黃熹東 申請人:中國西電電氣股份有限公司