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。     

换流阀运行合成试验系统电压源辅助阀升级改造中双向开关阀的结构设计

介绍了在换流阀合成试验回路升级改造中,为满足开关阀的耐压升高一倍,占地空间不变且能适当降低成本的要求。在新开关阀的结构设计中,通过在组件中应用反并联晶闸管堆、公用RC回路、蓄电池、冲击均压电容、电抗器和结构支撑件,并进行结构优化,解决了组件中的机械应力集中、电磁干扰、均压、局放、防火及电解电流等方面的问题,实现了技术上的创新,设计出满足要求的新开关阀。     

用RTDS小步长算法仿真换流阀合成试验回路

为了检验换流阀合成试验回路控制和保护系统的性能,给出一种在RTDS上用小步长算法对合成试验回路一次系统进行建模仿真的方法。分析了换流阀合成试验回路的工作原理,得出其对控制保护系统的需求,使用RTDS小步长算法来建立合成试验回路一次系统模型。并针对该算法用于合成回路试验仿真时的限制,尤其是在低电压仿真中的不足,采用提高换流变电压的方法来“等效模拟”,能够正确仿真电压源和电流源的配合工作工程。仿真结果表明,使用RTDS小步长算法建立的模型能准确模拟阀的实际工况,仿真试验环境成功进行了合成试验回路的所有试验,取得了良好的试验效果。     

高压直流换流阀例行试验方法研究及工程实践

直流换流阀作为高压直流输电系统的核心装备之一,其结构复杂,制造难度大,全面的例行试验是保障其装配及组件性能符合设计要求的重要手段,也是其工程应用的前提条件.文中研究了阀例行试验方法,通过对阀运行中应力分析,并结合标准IEC 60700,提出了阀例行试验项目和试验要求,建立了试验流程,研究了试验电路和相应的试验方案,并投入锦屏一苏南士800 kV高压直流工程中应用,通过实际试验验证了该试验方法的合理性和有效性.     

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。     

高压直流换流阀冷却水系统优化措施

高压直流换流阀冷却水系统的优化对于我国高压直流输电发展具有重要意义.文章首先对高压直流换流阀 冷却水系统优化背景作出简要阐述,然后对阀冷却水系统予以说明,最后结合实际情况,对高压直流换流阀冷却水系 统故障及隐患,提出几点高压直流换流阀冷却水系统优化措施,希望可以对业内起到一定参考作用。     

高压直流输电换流阀控制系统故障研究

换流阀控制系统是高压直流输电的核心设备,对整个系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。在对换流阀控制系统结构与功能进行详细介绍的基础上,以一起典型的因阀控系统故障导致直流单极闭锁停运事故为例进行了深入分析研究,为提高其运维管理水平提供参考。     

HVDC换流阀合成试验控制及保护系统设计与开发

随着高压直流输电技术的发展,换流阀的额定容量大幅增长。传统的背靠背装置受装机容量限制,已很难适应试验需求。合成试验回路有独立的电压源和电流源,通过控制辅助阀的通断,为试验提供所需的电压和电流,是目前较好的替代方法。文中介绍了合成试验控制及保护系统的硬件结构、工作原理及软件配置。动态模拟试验结果证明该系统能很好地实现各项试验要求。     

传统高压直流输电换流阀及其常发故障分析

金中直流输电工程逆变站采用典型的传统高压直流输电技术,使用ABB技术路线的换流阀,却比国内同类型的高压直流输电工程多发IP（Indicating Pulse,指示脉冲）丢失、IP震荡、保护性触发等异常现象。为此,对换流阀结构、VCU（Valve Control Unit,阀控单元）配置、晶闸管编码进行了分析,初步确定晶闸管单元硬件问题为频繁IP告警的重要原因之一。测试晶闸管后进一步对TCU（Thyristor Control Unit,晶闸管控制单元）取能电路进行分析、检测,认为稳压二极管、功率三极管异常均有可能导致TCU处于保护性触发模式,并建议设计一种针对TCU控制单元的专项测试,为高压直流输电工程的安全运行提供保障。     

集成化直流换流阀短路试验研究

基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电(HVDC)技术已经取得了快速发展.这里根据MMC-HVDC换流阀半桥子模块的拓扑结构,分析了最为严重的直流双极短路故障工况,得出了短路电流的解析表达式.短路电流试验是考核换流阀耐受短路电流能力的重要型式试验项目,根据试验的等效性原则,提出了基于合成方法的短路试验系统拓扑方...     

特高压直流输电换流阀运行试验的预期参数

在直流输电工程中换流阀作为核心设备至关重要,目前在特高压直流输电领域针对换流阀的试验标准有待制定,对其特性考核还缺乏依据。特高压直流输电集成了当今世界先进技术,随着特高压直流输电电网在中国的建设,面临大量新的课题和研究工作。为此,依照向家坝-上海、云南-广东特高压直流工程的系统设计,参照现有高压直流输电标准,对换流阀在特高压直流输电系统运行状态下的各种特性、各种运行工况进行分析计算,提出运行试验的预期参数。与±500 kV工程参数进行对比,为特高压直流输电换流阀运行试验系统的建设提供参考。     

高压变频器用晶闸管阀等效负荷试验电路的设计应用

随着高压变频器技术的发展,其晶闸管阀等效负荷试验的应用越来越多.等效负荷试验电路的应用显著地降低了运行试验所需的设备容量,但其试验等价性是一个值得讨论的问题.等效负荷试验电路的等价性的核心在于其是否正确再现作用在晶闸管阀的负荷.工程应用证明所设计的试验回路具有较好的试验等价性.     

高压晶闸管阀运行试验方法与试验装置的研究与开发

简要论述了各种高压晶闸管阀的运行试验方法(合成试验方法),对现有的用于完成高压晶闸管阀合成试验的各种专用试验装置进行了分析比较.设计了一套用于各种高压晶闸管阀的合成试验装置,包括主电路设计,控制、保护策略研究与系统设计,调试结果证明了合成试验装置的研制是成功的,为我国大功率电力电子技术的研究与开发提供了坚实的试验基础和开发平台.     

Investigation into Equivalency of Synthetic Test Circuit Used for Operational Tests of Thyristor Valves for UHVDC

With the growth of capacity of high voltage direct current(HVDC) transmission lines,the ratings of thyristor valves,which are one of the most critical equipments,are getting higher and higher.Verification of performance of thyristor valves particularly designed for HVDC project plays an important role in the handover of products between the manufacturer and the client.Conventional test facilities based on philosophy of direct test cannot meet the requirements for modern thyristor valves.New test facilities with high ratings are necessarily built based on philosophy of synthetic test.Over the conventional direct test circuit,the later is an economical and feasible solution with less financial investment and higher test capability.However,the equivalency between the synthetic test and the direct test should be analyzed technically in order to make sure that the condition of verification test in a synthetic test circuit should satisfy the actual operation condition of thyristor valves existing in a real HVDC project,just as in a direct test circuit.Equivalency analysis is focused in this paper,covering the scope of thyristor valves' steady state,and transient state.On the basis of the results achieved,a synthetic test circuit of 6 500 A/50 kV for operational tests of thyristor valves used for up to UHVDC project has newly been set up and already put into service in Xi'an High Voltage Apparatus Research Institute Co.,Ltd.(XIHARI),China.Some of the results have been adopted also by a new national standard of China.     

一种晶闸管阀的合成试验回路研究

现代晶闸管阀的额定容量很高,难以使用传统的背靠背试验回路进行试验,合成试验回路是一种替代方法。设计合成试验回路的核心在于如何正确地再现晶闸管阀上的负荷。笔者介绍了一种新的合成试验回路,正确地再现了运行中施加在HVDC晶闸管阀上的电压和电流负荷。验证试验表明,该回路的设计是成功的。     

合成试验方法在VSC-HVDC换流阀短路电流试验中的应用

合成试验方法是用多套电源分别提供试品在试验中所需应力的试验方法。为检验由模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)构成的电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)换流阀设计的正确性及其对暂态工况应力的耐受性,研究了MMC阀暂态运行试验的试验方法,分析了与过电流关断试验和短路电流试验相关工况的应力,提出了2种等效试验方法,并将合成试验方法应用于试验电路的设计中,给出了试验电路与实际工况下阀的应力波形,结合关键应力等效性分析,验证了上述试验方法和试验电路的正确性和有效性。     

用于高压直流输电的晶闸管换流阀运行试验回路等价性比较

现代晶闸管阀的大容量使得难以采用传统的背靠背试验回路对其进行运行试验。替代型等效试验回路的应用显著地降低了运行试验所需的设备容量,但其试验等价性是一个值得讨论的问题。对替代型试验回路等价性进行考核的核心在于其是否正确再现作用在晶闸管阀上的负荷。笔者基于EMTP/ATP对现有的三种等效试验回路进行周期性触发和关断试验的仿真,仿真结果表明ABB合成试验回路具有更好的试验灵活性和试验等价性。     

General Consideration of Measuring System for Operational Test of Thyristor Valves of Ultra High Voltage DC Power Transmission

Thyristor valve is one of the key equipments for ultra high voltage direct current(UHVDC) power transmission projects.Before being installed on site,they need to be tested in a laboratory in order to verify their operational performance to satisfy the technical specification of project related.Test facilities for operational tests of thyristor valves are supposed to enable to undertake more severe electrical stresses than those being applied in the thyristor valves under test(test objects).On the other hand,the stresses applied into the test objects are neither higher nor lower than specified by the specification,because inappropriate stresses applied would result in incorrect evaluation of performance on the test objects,more seriously,would cuase the damage of test objects with expensive cost losing.Generally,the process of operational tests is complicated and performed in a complex synthetic test circuit(hereafter as STC),where there are a lot of sensors used for measuring,monitoring and protection on line to ensure that the test circuit functions in good condition.Therefore,the measuring systems embedded play a core role in STC,acting like "eyes".Based on the first project of building up a STC in China,experience of planning measuring systems is summarized so as to be referenced by related engineers.     

晶闸管换流阀冲击电压特性研究

以灵宝背靠背高压直流输电用120kV光控晶闸管换流阀为研究对象,应用现代电路理论的状态方程分析方法,求解了单阀在冲击电压激励下阀内电抗器和晶闸管的电压特性,并给出了仿真结果。试验结果表明,仿真研究是成功的。