±800 kV/6 250 A锡盟—泰州直流输电工程换流阀合成运行试验

为满足锡盟—泰州±800 kV/6 250 A换流阀运行试验的要求,建立了新型合成试验回路。介绍了新型合成试验回路的主要特点及解决的主要难题,结合实际工程研究合成试验回路主要设备的参数选取,并以此参数进行了±800 kV/6 250 A换流阀的运行试验。试验结果表明,所研究的合成试验回路完全可以满足±800 kV/6 250 A换流阀运行试验要求,验证了换流阀设计的合理性及可靠性。     

锡盟—泰州±800kV/6250A特高压直流输电换流阀优化设计及型式试验

锡盟-泰州直流输电工程是世界上首个将±800 kV直流输电容量由8 000 MW提升到10 000 MW,额定电流提升至6 250 A直流输电工程。介绍了该工程泰州站6 250 A换流阀组件主要技术参数,并重点介绍6 250 A换流阀电抗器通流的优化设计,阻尼回路优化设计,光纤冗余触发系统优化设计,组件水路优化设计。优化后的±800 kV/6 250 A换流阀通过型式试验,满足工程应用要求。     

换流阀最小关断角合成试验方法

根据IEC60700-1中对最小关断角试验的要求,设计了换流阀最小关断角合成试验回路和试验方法,通过改变辅助阀的控制时序来解决因恢复电压过低而导致合成试验回路不能正常工作的问题。以额定电压±800 kV、额定电流6 250 A的换流阀为试品进行最小关断角试验,得出:换流阀电流6 693 A,最小关断时间468μs,换流阀电压和电流波形与实际运行工况的波形接近。试验结果表明所设计的试验回路和试验方法可以满足IEC60700-1的要求和实际工程的需要。     

特高压直流输电换流阀运行试验合成回路研究

为了确保特高压直流输电用换流阀运行的可靠性,建立合成试验回路对换流阀组件进行运行试验非常重要。根据IEC60700-1标准,运行试验仅需对≥5个晶闸管级实施即具有足够的代表性。在用PSCAD仿真研究中国第1个能满足±500kV/3000A直流输电换流阀运行试验的50kV/3600A合成回路的基础上,根据其设计参数,搭建了按比例缩小的物理模型,在该物理模型上成功地通过了所有试验方式的调试,充分验证了设计的正确性;该合成试验回路能实现IEC标准规定的所有型式试验项目,即:最大连续运行方式试验、最大临时运行方式试验(α=90°)、最小交流电压试验、暂时欠电压试验、断续直流电流试验、恢复期间的瞬态正向电压试验、阀故障电流试验。基于此,仅需通过对电流源部分的扩容改造,就能实现±800kV直流输电换流阀的运行试验项目。     

±800 kV特高压直流锡盟站换流阀运行试验及特殊试验

±800 kV锡盟—泰州特高压直流输电工程是中国大气污染防治行动计划的12个重点项目之一,换流站直流额定电压±800 kV,额定电流6 250 A,输电能力达到1万MW,是世界上第1条千万千瓦级的特高压直流输电工程。为保障直流输电系统运行的安全性与可靠性,在换流阀安装投运前产品必须通过型式试验的验证。西安高压电器研究院利用换流阀运行试验合成回路,模拟特高压直流输电工程用换流阀在实际运行中的各种工况,完成了锡盟站晶闸管阀的运行型式试验和附加特殊试验,验证了锡盟工程换流阀的设计可靠性,相关试验数据为晶闸管和换流阀的生产商及相关技术人员提供了设计参考。     

6250A/±800kV特高压直流换流阀设计

当前我国在运的直流输电工程额定电流最高5 000A,额定功率最高8 000MW。更大容量的2个6 250A直流输电工程已经开工建设。换流阀是高压直流输电的核心设备,介绍了即将应用于某直流工程的6 250A/±800kV特高压换流阀的主要技术参数、电气设计方案、结构设计方案以及阀控系统设计方案等,并重点介绍针对电流提升的优化设计。优化后的6 250A/±800kV换流阀性能优良、可靠性高,满足工程应用要求。     

用合成回路进行±800kV向家坝-上海工程换流阀运行试验

±800 kV直流输电工程电压等级高,额定电流大,并且采用世界上首次在工程中采用的6英寸晶闸管。为了对800 kV换流阀进行有效的试验,采用了利用新开发的一套合成回路对800 kV换流阀进行试验的过程,试验可以模拟换流阀在实际运行中的各种运行状态。得到了向上工程换流阀运行试验的相关结果。试验结果证明向上工程换流阀设计完全满足要求,所有参数均高于工程设计水平。     

±800kV特高压换流阀运行试验系统研发

根据特高压直流输电工程发展的需要,研发了6500A/50kV特高压换流阀运行试验系统。参照云广±800kV直流输电工程的系统设计,介绍特高压工程运行试验的预期参数和论述试验系统原理;依据IEC60700-1和GB/T20990.1高压直流输电换流阀电气试验标准,在新研发的运行试验系统上实现了能够满足特高压换流阀要求的全套运行试验项目。     

±800 kV/6250 A换流阀MVU试验中模拟负载匹配性研究

为确保研制的±800 kV/6250 A换流阀绝缘试验的顺利进行,笔者对基于±800 kV/5000 A和±1100 kV/5 000 A大组件换流阀研制的模拟负载在±800 kV/6250 A小组件换流阀MVU绝缘试验中的可用性进行了研究;根据IEC 60700-1—2015标准,对换流阀在直流耐压试验、操作冲击电压试验和雷电冲击电压试验3项试验中呈现出的不同特性,从数值计算和建模仿真2个方面进行了研究,通过±800 kV/5000 A小组件换流阀MVU试验数据对所用方法和仿真模型进行验证,然后分析模拟负载在±800 kV/6250 A小组件换流阀MVU试验中的匹配性及解决办法;通过±800 kV/6250 A换流阀MVU绝缘试验,验证了所用分析方法和试验方法的正确性。     

±800 kV / 5 000 A自主化换流阀性能分析

±800kV／5000A换流阀是西电电力系统有限公司（XDPS）自主研制的。介绍了±800kV／5000A换流阀的主要参数,并从换流阀的电压耐受能力、电流耐受能力和大角度运行能力方面分析了该换流阀的主要性能。±800kV／5000A换流阀性能的可靠性已通过国家高压电器检测检验中心的型式试验的验证,该换流阀能满足实际工程应用。     

用合成试验回路进行HVDC换流阀恢复期暂态正向电压试验

为满足IEC 60700-1中的试验要求,建立了用于进行换流阀恢复期暂态正向电压试验的合成试验回路。介绍了合成试验回路的系统构成和控制原理,并成功的完成了±1 100kV/5 500A换流阀的恢复期暂态正向电压试验。试验结果表明,该合成试验回路完全可以满足IEC 60700-1中的的试验要求,验证了合成试验回路设计的合理性。     

高电压大容量IGBT换流阀设计与试验

IGBT换流阀是柔性直流工程的核心设备,在此梳理IGBT换流阀运行的典型问题,以渝鄂工程的±420 kV/1 250 MW IGBT换流阀为例,介绍了换流阀的电气设计、结构设计、冷却回路设计和防爆设计,对研制的±420 kV/1 250 MW IGBT换流阀开展了型式试验和爆炸试验。工程应用证明,所研制的IGBT换流阀设计合理,安全可靠,满足工程需求。     

±1100kV特高压直流输电晶闸管阀运行试验系统设计

为满足我国特高压直流输电发展和建设的需要,提出了满足±1 100kV特高压工程换流阀运行试验系统的设计。根据±1 100kV特高压工程规范,提出了预期运行试验参数,从运行试验系统的一次电气原理设计、二次控制保护设计和测量监测设计3个方面进行讨论和研究,最终通过仿真手段对电气原理和控制系统原理进行了验证。研究结果表明,±1 100kV特高压工程换流阀运行试验系统设计是可行的,可以满足所有运行试验的要求,更加符合换流阀设计的特点,能够达到试验检测目的。该试验回路建成,可以满足±1 100kV工程阀15级串联同时进行运行试验,也将成为世界上容量最大的运行试验回路,可以为我国±1 100kV直流输电工程研发和工程建设提供保障。     

±1100kV特高压直流输电工程换流阀研发产品运行试验

随着向家坝—上海、云南—广东等多项±800 kV特高压直流输电工程的顺利建成,中国在特高压直流输电线路的建设和工程运行过程中积累了丰富的经验。为了满足中国国民经济的飞速发展对电力能源的需求,建设更大输送容量的直流工程将成为下一步直流输电工程建设发展的必然趋势,而系统电压等级的提高又对换流阀产品性能提出了更高要求。用于±1 100 kV特高压直流输电工程的换流阀产品,其单级晶闸管元件运行试验最高触发电压和恢复电压分别达到5.5 kV和3.3 kV,试验电流和短路故障电流分别为5 332 A和50 kA。为保证系统运行安全,换流阀产品在投运之前,必须通过型式试验对其性能进行验证。西安高压电器研究院有限责任公司利用换流阀运行试验合成回路,模拟±1 100 kV特高压直流输电工程用换流阀在实际运行中的各种工况,完成了试品阀的运行型式试验,并对得到的试验数据进行了分析,为±1 100 kV特高压换流阀产品的设计、制造及工程运行和试验标准的制定提供了参考依据。     

±800 kV特高压直流输电用6英寸大功率晶闸管换流阀

现如今,中国有多条±800 kV特高压直流输电项目正在建设或正在规划之中。较高的输电电压及其较高的稳态、瞬态过压而产生的晶闸管换流阀绝缘设计难点已在云南—广东±800 kV/5 000 MW直流输电工程中得到了研究和解决,但是在向家坝—上海特高压直流输电±800 kV/6 400 MW工程中,必须采用更大功率的晶闸管,才能满足额定电流4 000 A的要求。为了满足实际工程需要,基于硅片的新一代6英寸大功率晶闸管应运而生,同时,为了满足更高直流电流的要求,在晶闸管换流阀设计中,应用了相关新的设计技术。笔者介绍了向家坝—上海特高压直流输电工程中复龙站晶闸管换流阀设计,包括阀的结构、电气设计、机械设计、阀内部电器件选择等,另外,对6英寸晶闸管的特点作了介绍。复龙站换流阀型式试验已分别在德国西门子、中国西安高压电器研究院有限责任公司完成,试验结果表明,基于6英寸晶闸管的向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程复龙站换流阀设计可靠,可保证向家坝—上海输电工程复龙站换流阀的长期、可靠运行。     

±660kV换流变压器现场局放及感应耐压试验装置的研制

宁东-山东直流输电示范工程是世界上首次商业化建设运行的±660 kV直流输电工程,换流站主要设备是换流变压器,国内尚无±660 kV换流变压器现场试验装备和经验.±660 kV换流变压器的结构特点,决定了其特殊性,主要是阀侧电压高、套管长,相对于±800/500 kV换流变压器现场试验难度更高,要求试验设备具有较高的试验电压和技术参数.通过对各个电压等级的换流变压器进行分析和计算论证,确定了可满足±660 kV换流变压器试验需要的现场试验装置的结构参数,并使用该装置采用阀侧绕组不对称加压和不对称无功补偿技术,完成现场局部放电及感应耐压试验.结果表明:装置结构先进,性能优良,现场组合灵活,能满足±660 kV换流变压器现场局部放电及感应耐压试验需要.     

特高压直流换流阀试验能力提升技术

为满足洲际能源互联应用要求,需要开发±1 100 kV、6 250 A的特高压超大容量直流换流阀技术。针对特高压超大容量直流换流阀研发需求,以国家电网公司重点实验室（电力系统电力电子实验室）现有试验能力为依托,完成了试验能力提升系列技术研究工作。通过搭建直流及冲击试验装置电磁分析模型,研究了装置表面电场分布特点及场强变化规律,提出了场强抑制措施,通过优化实验室屏蔽系统和改善屏蔽罩曲率半径等方法,完成了绝缘试验能力提升。针对换流阀的运行试验能力,通过优化整流变配置,提升水冷系统参数,设计新型故障电流拓扑等工作,使得运行试验直流电流试验能力提升至7 500 A,故障电流试验能力提升至60 kA,完成了运行试验能力提升。通过试验证明了±1 100 kV、6 250 A等级换流阀试验能力提升的正确性和有效性。     

基于5英寸晶闸管的±800 kV特高压直流输电换流阀组件的研制

许继柔性输电系统公司借鉴超高压换流阀组件的成熟技术,研制出了基于5英寸晶闸管,额定电流为3125A的特高压换流阀组件,并对其进行了相应的例行试验。试验结果表明,该组件的特性完全满足±800kV特高压换流阀的要求,从而为±800kV特高压换流阀的成功研制奠定了基础。     

世界首个±800kV/6250A特高压直流输电换流阀研制成功

<正>7月10日获悉,国网智能电网研究院研制的世界首个±800 kV/6 250 A特高压直流输电换流阀顺利通过全部型式试验。该换流阀输送容量较±800 kV/5 000 A换流阀提升了25%,进一步提高了输送效率,大大节约了成本,在世界范围内创造了同类产品通流能力之最。这是我国在直流输电领域取得的又一重大成果,进一步巩固了国家电网公司在该领     

国家电网全球能源互联网研究院

<正>特高压直流换流阀运行试验系统最大稳态电压80kV最大稳态电流6250A最大故障电流:55kA可完成±1100kV/5500A、±800kV/6250A直流换流阀的最大稳态、最大暂态、恢复期正向电压等IEC标准规定的全部运行试验,以及灵活交流输电阀运行试验。