直流输电换流阀恢复期暂态正向电压实验讨论

晶闸管在恢复期遭受暂态正向电压冲击时损坏是换流阀可能出现的严重故障之一,因此有必要对换流阀恢复期暂态正向电压实验进行探讨与研究。这里在考虑晶闸管反向恢复特性的基础上,通过建立换流阀恢复期暂态正向电压模型和合成回路实验的方法,分析验证晶闸管动态参数对换流阀恢复期特性的影响,最终给出换流阀设计中对晶闸管动态参数一致性的控制要求。     

MMC型电压源换流阀运行试验系统设计

依据模块化多电平换流器(MMC)型电压源换流阀实际工程运行工况,采用等效试验的方法,设计了一种MMC型电压源换流阀运行试验系统,对换流阀的稳态工况和暂态工况进行模拟,进而实现对换流阀的导通、关断和有关电流特性的检验,并且提出了一种可行的闭环控制策略来协调3个电流环的控制,从而达到对基波电流、二倍频电流以及直流电流精确有效控制的目的。详细介绍了MMC型电压源换流阀运行试验系统的主回路设计,并以实际工程换流阀组件为试验对象,验证了所设计的MMC型电压源换流阀运行试验系统的正确性和实用性。     

模块化多电平换流阀运行试验电路暂态特性研究

模块化多电平换流阀运行试验装置的参数设计和控制策略制定,需要研究试验电路的暂态特性。建立了H桥型运行试验电路的小信号模型,证明了试验电路是全局渐进稳定的,试验回路中可以产生稳定的交、直流电流,从而等效复现换流阀的实际运行应力。从调节时间、超调量等特性指标分析了试验电路的暂态特性。证明了试验回路呈欠阻尼特性,暂态性能不佳,且实际运行时还可能出现振荡。提出了一种附加虚拟电阻的暂态特性改善方法,实际的运行试验证明了对试验拓扑电路特性分析的正确性和所提出的暂态特性改善方法的有效性。     

基于柔直换流阀的交流电压定量调节方法

柔性直流无功分量可选择定交流电压控制和定无功控制,换流站现场常采用定无功功率控制.调度可下令通过柔直发出或吸收无功来调节交流电压到目标值,但调度指令一般是交流电压目标值,需要由换流站通过多次无功遥调指令来实现调压,这不仅增加现场操作风险,也给系统引入多次无功和电压小扰动.本文提出一种"两步调压法",第1步测试当前系统短路容量水平,第2步根据当前系统容量水平精确计算无功量,从而能够实现柔性直流换流阀无功控制对交流电压的定量调节.该方法通过两步调压,即可满足精确调压需求,无需对电网系统容量进行实时计算,简便实用.通过PSCAD/EMTDC离线仿真和基于RTDS的控制保护设备硬件在环仿真测试,验证了本方法的有效性.     

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。     

柔性直流换流阀改进运行试验方法

为了实现对柔性直流换流阀更准确的综合应力考核,针对换流阀中含有二次环流等分量的阀电流,提出了柔性直流换流阀改进运行试验方法,可满足不同功率等级下柔性直流换流阀含有不同特征电流运行工况的试验要求。首先,对柔性直流换流阀的典型运行工况进行了应力分析,重点分析了换流阀的电流特征;其次,结合应力分析,考虑到实际工程中换流阀运行时未投入环流抑制时的桥臂电流中包含较大的二倍频分量的工况,在柔性直流换流阀的阀段试验装置和不增加试验成本的基础上,通过调制控制策略,提出了针对含二次环流分量的阀电流应力和电压应力考核的试验方法,并阐述了其运行机理;最后,搭建了实际的试验系统,并进行了验证。试验结果表明,该柔性直流换流阀改进运行试验方法具有可行性和有效性。     

换流阀冲击分布电压的测试方法

换流阀由许多可控硅串联而成。当它承受冲击过电压时,其中各部分的电压分布必须基本均匀。因此在研制100千伏换流阀的过程中,要求实测阀中各部分冲击分布电压的波形图及其峰值。为此目的,作者研制了具有高抗干扰能力并能摄取波形的冲击分布电压测试装置,其测量误差小于3％。作者应用它对换流阀做近两千次测试,利用所得结果,改进了100千伏换流阀的原设计参数,使之成功地通过了型式试验,并为今后的设计提供了科学依据。     

基于模拟负载的特高压换流阀MVU冲击电压试验方法探讨

特高压直流换流阀多重阀单元(MVU)冲击电压试验为型式试验的一部分,四重阀的MVU冲击试验具有试验回路大、试品数量多、试验成本高等不足。为解决上述问题,国内外学者研究设计了模拟负载,并提出基于模拟负载的MVU冲击试验方法。文中对采用该方法得到的试验数据进行分析,得出如下结论:基于模拟负载的MVU操作冲击试验科学可靠;基于模拟负载的MVU雷电冲击试验,在阀两侧并联电容可改善模拟负载电压波形;基于模拟负载的MVU冲击电压试验,需进行总试验电压及模拟负载电压的差值运算,防止阀承受过高电压导致晶闸管级损坏;同时提出单阀电位分布监测对MVU冲击试验具有一定指导意义。     

换流阀设备换相失败故障的暂态分析

换相失败故障发生后引起的的故障电流会对直流输电系统带来严重影响.目前,对换相失败故障发生后暂态机制的研究主要针对的是作为理想开关的换流器,文章利用叠加原理和等效分析的方法考虑了实际阀参数对故障电流的影响,并通过建立考虑实际换流阀的12脉动换流器的PSCAD仿真模型,将仿真波形与理论分析结果进行对比,验证了理论分析方法的正确性.     

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。     

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。     

电压源换流器高压直流输电换流阀的试验方法

对柔性直流换流阀进行型式试验可保证其安全可靠运行,型式试验通常采用等效试验的方法。介绍了串联阀和模块化多电平换流器阀2种柔性直流换流阀的结构,指出阀试验方法研究应包括试验对象分析、应力分析、应力数学模型的建立、试验要求及试验内容分析、等效试验方法研究等,并针对上述2种柔性直流换流阀试验方法的各项内容进行了研究,以期为可关断器件阀等效试验的理论研究奠定基础。     

模块化多电平VSC-HVDC换流阀的运行试验方法

为给基于模块化多电平换流器(modular multi-levelconverter,MMC)的电压源换流器高压直流输电(voltagesourced converter HVDC,VSC-HVDC)换流阀提供有效的检验手段,以验证其设计的正确性及其运行可靠性,对换流阀的运行特性和关键应力进行分析,提出基于原理等效的MMC阀运行试验方法,设计试验电路并阐明其运行机理。搭建的PSCAD电磁暂态仿真模型和实际的试验验证证明了试验方法的正确性和有效性。     

换流阀开路电压的计算和应用

针对高压直流输电(HVDC)和融冰装置等阀组进行开路电压试验(OLT)的特殊工况,按照理想和非理想负荷情况推导出额定输入电压下,输出直流电压的近似计算公式。介绍了现场如何利用公式或者经公式绘制出的曲线对OLT参数和结果进行有效预测,并据此事先调整过电压保护定值,确保OLT正常有序进行。部分现场的实测数据和试验结果证实了所推导公式的正确性和实用性。     

基于一起跳闸事故的换流阀电压应力保护分析

针对某特高压换流站发生的电压应力保护动作引起换流变分接头严重失步,进而产生较大偏磁电流并引起换流变饱和保护动作跳闸事故,分析不同控制保护厂家的电压应力保护逻辑,进行晋南工程电压应力保护定值整定和一次设备设计值计算,指出分层接入下的定值计算差异。最后对电压应力保护逻辑的改进方案进行比较,结果可以为直流工程电压应力保护功能设计和优化提供参考。     

换流阀换相过冲电压理论计算及运行方式影响研究

换流阀最大峰值持续运行电压(peak value of continuous operating voltage, PCOV)是换流站绝缘配合工作的重要参考数据,明确PCOV对应的运行工况有助于缩小计算范围,降低计算时间。建立6脉动整流器的阀电压波形的分时间段表达式,根据换相过冲电压计算原理分析阀电压跃变与阀电压峰值之间的关系,论证了计算PCOV时所参照的跃变时刻和运行工况。同样对逆变器的电压跃变情况进行分析,发现逆变器内换相过冲对阀电压峰值的影响远小于整流器。进一步对实际工程中使用的12脉动换流器中邻桥换相过程对阀电压波形的影响进行推导,明确了12脉动换流器阀PCOV不受邻桥换相过程的影响。以3个不同电压等级的实际工程为例,计算出额定工况和长期过负荷工况下决定阀电压峰值的阀侧线电压值和跃变电压值。提出在计算阀PCOV时推荐以长期过载方式作为直流输电工程运行方式,以整流模式作为换流器运行模式。     

实际运行电压下特高压换流变压器阀侧套管电场分布研究

阀侧套管是特高压换流变压器的重要组成部分。分析了换流变压器阀侧套管的典型结构及其在阀厅内的布置方式,以及高端阀厅Y接换流变压器(HY换流变)阀侧套管的实际运行电压波形,运用ANSYS有限元仿真计算软件,建立了换流变压器阀侧套管的电场仿真模型,计算了实际运行电压、等效直流电压、等效交流电压下套管的电场分布特性,对比分析了3种工况下换流变压器阀侧套管电场分布的差异性与相似性,提出了实际运行电压下换流变压器阀侧套管电场分布规律与绝缘结构设计思路。研究结果可为换流变压器阀侧套管的设计及运维提供技术参考。     

新型H桥换流阀运行试验装置

H桥功率模块在投入使用前需进行运行试验,常用的试验方法采用2个模块背靠背结构,等效性及试验效率不高,针对这一问题,提出一种新型H桥换流阀运行试验装置.该装置采用H桥级联换流阀背靠背运行方式,由2组直流电源对装置进行充电,通过连接电抗进行阀间功率交换,可同时对多个H桥模块进行试验.对装置拓扑进行了详细描述,采用输入输出法...     

特高压直流换流阀非周期触发暂态特性分析

±800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)换流阀通过了型式试验。饱和电抗器是换流阀中晶闸管的串联保护元件,深入研究其电气特性对于提高换流阀的可靠性有重要意义。分析了特高压换流阀在非周期触发工况下,晶闸管开通物理过程及电气应力;分析了饱和电抗器各电气参数、铁芯电感和铁芯等值电阻动态过程对开通应力的影响。研究了饱和电抗器与晶闸管协调配合工作的原则,提出了饱和电抗器电气参数设计方法。仿真结果显示,饱和电抗器在非周期开通过程中起到了很好的保护作用,浪涌电流峰值及电流变化率均在晶闸管耐受范围内。     

一种柔直换流阀及阀控运行状态智能监测方法

设计了一套智能监测分析系统,用于采集柔性直流换流阀及阀控系统的运行状态数据,并对采集到的数据进行缓存、故障特征提取、特征分析处理,并具备人机交互功能。通过数据采集及处理、分析,该系统能将柔性直流换流阀及阀控的运行状态以图形的方式呈现,突出展示故障点,进而达到提升换流阀及阀控运行状态的智能化监测水平的目的。同时,将故障分析的评估方法量化,有利于更好地观察换流阀及阀控运行状态。此分析系统已完成软硬件设计,并在渝鄂直流背靠背工程上进行了测试验证。测试结果表明,该系统可实现对柔性直流输电换流阀及阀控系统运行参数的在线监测和智能分析,为换流阀可靠运行提供了一种有效的监测手段。