一种直流融冰兼SVC阀组全工况运行试验系统

直流融冰兼静止无功补偿器（static var compensator,SVC）晶闸管阀组在直流融冰运行方式下和静止无功补偿运行方式下的运行工况完全不同,国内外尚无专门针对直流融冰兼SVC阀组运行试验的试验系统,给出了一种直流融冰兼SVC晶闸管阀全工况运行试验回路,分别介绍了该试验回路的主回路设计和控制系统设计。在此基础上完成了最大电流5 000 A、最大电压30 kV、最大故障电流100 kA的试验系统的开发,在该试验系统上完成了直流融冰兼SVC阀组的全部运行试验,试验结果表明,该试验系统能够满足用一套试验系来完成阀组在直流融冰模式和SVC模式下的所有运行试验,能够保证开发的直流融冰兼SVC阀组具备高可靠性。     

用于HVDC晶闸管模块运行试验的新合成试验回路

现代晶闸管阀的高额定容量使其难以在试验室用背靠背试验回路进行试验,用合成试验回路对晶闸管阀的设计进行验证是一种替代方法。设计合成试验回路的核心在于,如何正确地再现作用在晶闸管阀上的负荷。为此,重点描述了换流阀在4种运行状态下的电压和电流负荷。ABBPowerSystems开发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。     

换流阀合成试验回路建模及仿真

为研究现代电力系统高功率等级晶闸管换流阀的性能测试问题,提出了一个换流阀合成试验回路模型,采用独立的电压源和电流源,通过电压引入电流源的方法完成了几个试验项目,在EMTDC/PSCAD下得到的仿真结果与理想结果一致,证明该合成试验回路能测试换流阀。     

使用合成试验回路对三峡—常州HVDC晶闸管阀进行运行试验

三峡―常州(3G)HVDC晶闸管阀使用的是高额定容量的晶闸管,若用传统的背靠背回路进行试验,需要巨大的投资。为此,开发了一合成试验回路,并成功用于试验三峡晶闸管阀。该回路使用常规的背靠背试验回路作电流源,用振荡回路作电压源,能够充分再现HVDC晶闸管阀的4种运行状态。所产生的试验电应力大于或等于运行条件下的预计电应力。型式试验结果表明,三峡HVDC晶闸管阀完全满足要求。由于试验参数普遍高于设计要求,表明晶闸管阀的设计裕度较大。     

Garabi Ⅱ HVDC晶闸管阀的运行试验

用合成试验回路对GarabiⅡHVDC晶闸管阀进行了运行试验。这个由传统的背靠背直接试验回路和电压振荡回路组成的合成试验回路能够产生晶闸管阀在实际运行中承受的电流和电压。该试验回路参数的选取接近系统的实际参数。从合成试验回路所获得的样品试验结果和以前从传统的背靠背试验回路获得试验结果是相同的。然而,这种合成试验回路更具有技术上的优势,并且在经济上也优于背靠背直接试验回路。     

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。     

高压晶闸管阀背靠背运行试验回路研究

设计了一种背靠背型的晶闸管阀运行试验回路,该回路既可以作为晶闸管阀电流试验平台使用,也可以作为无功补偿设备(如SVC、SVG)的长时间运行试验平台。该回路的设计参照高压直流输电(HVDC)中背靠背(BTB)直流系统的参数计算,实现大直流电流运行,并且将有功能量返回,使整套系统的能耗大大降低。经仿真分析验证了设计参数的正确性,为晶闸管阀的合成试验回路奠定了基础。     

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。     

晶闸管换流阀断续电流试验方法探讨

断续电流试验是高压直流输电用晶闸管换流阀的一项重要的型式试验,该试验模拟换流阀在两种不同电压下电流产生断续情况,换流阀能够正常、多次可靠触发的能力。文中讨论了在合成试验回路基础上采用电流源双六脉动桥串并联运行、增加辅助取能装置或调节电压源时序的方法进行断续电流试验,并对上述几种方法进行了比较分析。经过试验验证的晶闸管换流阀在实际直流输电工程中的良好运行证明了合成试验回路断续电流试验方法上的等效性。     

基于串联晶闸管强迫过零关断技术的混合式高压直流断路器

为了提高混合式直流断路器的开断能力,降低半导体器件的使用成本,提出了一种基于串联晶闸管强迫过零关断技术的具备双向开断能力的混合式直流断路器拓扑方案。在分析关断过程的基础上,推导了串联晶闸管阀与二极管阀组件反向恢复过程中均压回路的参数设计方法,然后以10 k V样机为例,开展了主支路和转移支路器件选型与参数设计,并搭建了10 k V直流断路器原理样机及其实验回路。研究结果表明：正常运行时,主支路由机械开关和少量的全控型半导体器件串联构成,其损耗较小;在开断电流时,故障电流首先转移至晶闸管阀支路,再通过放电回路注入反向电流迫使晶闸管阀过零关断,最后通过耗能支路吸收系统感性能量。原理样机实现了直流电压10 k V下短路电流峰值为8.8 k A的过零快速关断、且开断时间小于3 ms;转移支路可通过调整半导体器件的串联数量和选型大幅提升直流断路器的电压等级和故障电流耐受能力;串联二极管阀能在大电流关断暂态过程中抑制晶闸管器件的反向恢复过电压,降低晶闸管器件的损坏风险;在混合式直流断路器的换流和关断阶段,无需针对串联的晶闸管器件调整触发时间与匹配参数。综上所述,所提出的混合式直流断路器具有快速直流短路故障清除能力,可以作为未来柔性高压直流输电系统组网的工程实施方案之一。     

大功率晶闸管全动态测试台开发

基于对直流整流装置使用的大功率晶闸管与散热器压接组件进行全面动态性能测试的需求,开发了大功率晶闸管检测试验台系统。详细阐述了该试验台的主要组成部分、工作原理及系统软件的开发。     

一种晶闸管型混合直流断路器全工况控制策略

围绕快速晶闸管的混合式直流断路器的建模与控制进行研究。综合考虑不同控制策略下的故障电流迁移条件,提出了基于有限状态机方法的控制策略,实现不同状态之间相互转换,重点对预合闸控制和重合闸控制的实现过程进行了详细的状态切换分析和实现,通过将原来时序逻辑关系融合到不同状态的设定中,从而能够随时快速响应不同的事件,避免了传统时序控制方式必须完整执行全部控制过程导致的重复判断和交叉干涉。最后搭建了基于状态机下直流断路器控制系统,并对不同故障模式下的直流断路器状态切换进行了仿真,验证了采用有限状态机控制下多状态间的可靠、快速运行。     

HVDC换流阀非周期触发试验方法

高压直流输电(HVDC)换流阀单阀非周期触发试验是换流阀绝缘型式试验中的难点。按照IEC 60700-1标准要求,通过对实际应力的分析及试验电路拓扑的设计,给出了满足工频补能型换流阀要求并可兼容换流阀抗电磁干扰试验的试验电路。在上述研究的基础上,顺利完成了宁东-山东直流输电工程±660kV HVDC换流阀的非周期试验,复现了工程中的非周期触发电压、电流应力。试验电压峰值达685kV,电流峰值为8.1kA,最大电流变化率达到1.4kA/μs,均满足实际工程中非周期触发试验应力的要求,并考验了换流阀的电流和电压耐受能力。试验结果表明宁东工程换流阀能够耐受规定的非周期触发应力。该试验电路设计合理,准确反映了晶闸管导通后前10μs的电压、电流应力,并实现了各强应力源μs级的时序配合。     

虚拟仪器技术在晶闸管电路测试中的应用

提出了基于虚拟仪器技术的晶闸管电路测试方法 ,为解决晶闸管装置应用中的功率因数低和产生高次谐波两个主要问题提供了依据。介绍了在LabVIEW平台上开发的晶闸管电路测试系统这一虚拟仪器技术在晶闸管产品开发领域中应用的具体实例     

UHVDC换流阀及其晶闸管元件试验程序的优化

±800 kVUHVDC 换流阀与常规±500 kV 及以下等级的换流阀比较, 在质量及可靠性方面提出了更高的要求。有必要对换流阀及其晶闸管元件的型式试验内容、程序及方法进行有针对性的分析。文齐介绍了±800 kV 特高压直流工程换流阀及所采用的6 英寸晶闸管元件的特性, 对常规直流工程中换流阀的型式试验工程经验进行了总结。针对特高压直流工程换流阀的特点, 提出试验程序的优化及关键控制点, 为UHVDC换流阀提供质量保证依据。     

可控硅的反向恢复触发保护探讨

可控硅是直流输电系统的核心元件,因此对可控硅保护的研究十分必要.可控硅在熄灭过程中,如果突然承受正向电压,可能出现局部导通产生局部过热导致可控硅遭受破坏的情况.为避免这种情况的发生,设置了反向恢复触发保护,该功能向可控硅发一触发脉冲使之均匀导通.对可控硅反向恢复期的情况进行了介绍,分析了现有反向恢复触发保护电路的工作原理及存在的缺陷,并从如何改进保护动作的灵敏性和可靠性方面提出了建议.     

特高压直流输电晶闸管阀成套运行试验装置研制

成套运行型式试验装置是实现特高压直流输电(ultra high voltage direct current transmission,UHVDC)晶闸管阀研发和工程应用的基础和前提条件,在遵循IEC60700-1标准,在调研现有相关试验装置和比较试验方法的基础上,研制一套采用双注入合成试验方法的UHVDC晶闸管阀运行试验装置,为我国UHVDC晶闸管阀的研发与工程应用提供了试验支撑。介绍该装置的主回路拓扑,试验回路的工作原理及其参数设计,控制保护系统设计及其保护策略,并给出了相关试验结果,结果表明,该试验装置的研制是成功的,满足UHVDC晶闸管阀研发的需要。     

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。