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。     

±800kV/6250A特高压直流换流阀的研制

随着我国东部地区用电负荷进一步增大,迫切需要开发10000MW以上特高压直流输电技术。针对直流工程核心装备,系统地介绍了6250A/±800k V特高压直流换流阀的研究工作。通过结构参数、电子辐照能量等参量的调整,开发了具有超大通流能力的晶闸管,提出了晶闸管电气特性优化方法。分析了晶闸管关断过冲电压及关断损耗的影响因素,确定了阻尼电阻、阻尼电容值,关断过冲安全情况下使晶闸管关断损耗最优化。建立了饱和电抗器等效电路模型,对优质低损耗铁心的热特性开展了仿真分析,分析结果表明电流大幅提升并未明显提高饱和电抗器铁心损耗及热点温升。建立了流体-固体耦合模型,开展了电接头热特性分析,通过巧妙设计含水路的母排,在有限空间内解决了大电流下电接头发热的问题。最后对研制的6250A/±800k V特高压直流换流阀开展了型式试验,试验结果表明换流阀各项指标优良,完全满足工程应用要求。     

±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。     

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。     

A5000型换流阀

锦苏工程在设计、设备、建设等诸多方面又一次刷新纪录,创造了多项中国之"首"、世界之"最"。A5000型换流阀是由中电普瑞自主研制的世界首个±800千伏/5000安培特高压直流换流阀。阀与阀控系统在锦苏工程中的成功应用,创造了世界直流重大装备研制的新标杆。2010年6月,A5000型换流阀首次面世,不足两年后,实现了从样机到工程化应用的巨大跨越。在研制过     

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     

基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统设计

换流阀是柔性高压直流输电工程中完成电能变换的核心模块,其运行可靠性直接关系到整个直流输电系统的稳定性,因此需对换流器阀进行严格的型式试验.运行试验是型式试验的重要一环,主要检测换流阀对电流、电压和温度应力的耐受情况.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,设计了一种基于MMC...     

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...     

特高压直流换流阀温升试验方法

为了验证晶闸管可否承受设计要求的最高结温及高低温循环应力,在出厂试验阶段需要开展换流阀温升试验。首先介绍了温升试验参数的计算方法,其次设计了采用直流电流加热原理的温升试验回路,最后结合某换流阀实例计算了温升试验参数,在试验室中开展了温升试验。试验结果显示温升试验参数的试验值和计算值基本一致,试验前后晶闸管性能未有下降。试验结果表明,结合给出的温升试验参数计算方法和温升试验回路可以完成温升试验,验证晶闸管的温升性能。     

特高压直流换流阀单阀交流试验方法研究

±800 kV直流输电是目前世界上直流输电领域电压等级最高的输电方式.±800 kV特高压直流换流阀是特高压直流输电(UHVDC)中的关键设备,在投入电网使用之前必须要进行严格的型式试验.单阀交流耐压试验,是特高压直流换流阀绝缘型式试验中一个比较特殊的试验项目.笔者以国内自主试验的首例±800 kV换流阀绝缘型式试验为...     

高压直流输电换流阀阀基电子设备电磁兼容试验

通过分析换流站的电磁环境,得出阀基电子设备进行电磁兼容试验的必要性,结合实际工程项目,对VBE提出电磁兼容试验要求,通过试验回路的搭建,完成电磁兼容试验内容,针对试验过程中存在的静电放电问题,提出一种整改方法:采用磁珠、瞬态电压抑制器等手段改进发光驱动回路,对干扰信号进行抑制;进而再通过优化PCB布局、布线、加强接地措施、增加局部屏蔽。试验结果证明,该方法能有效地提高换流阀阀控保护单元VCM机箱的静电放电防护能力。     

基于有限元法的换流阀水路系统电场分析

在高压直流输电工程中,换流站阀塔内冷水系统会出现漏水故障,严重影响特高压直流输电的稳定性。针对该类漏水故障问题,从阀塔内冷水回路场强因素考虑,采用有限元仿真和实验的方法,搭建了仿真所需的阀塔内冷水回路三维模型和水路局部模型,根据阀塔运行条件对内冷水系统作了电场仿真分析,同时设计了验证实验进行探究。仿真结果表明,内冷水系统回路的冷却水管表面场强部分大于空气击穿场强,等电位线会影响冷却水管周围电场。实验证实在一定条件下等电位线与冷却水管间会有明显放电现象,研究内容为阀塔漏水事故原因分析提供了参考依据。     

基于结温计算的换流阀可靠性分析

模块化多电平变流器(MMC)广泛应用于高压直流(HVDC)输电工程中,其中换流阀的可靠性成为柔直工程中关注的重点.而作为换流阀的核心器件,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的可靠性成为换流阀可靠性研究的关键.在IGBT工作过程中,结温过高是其损坏的重要原因之一,因此有必要进一步研究影响IGBT结温的关键因素.在此首先基于温...     

基于MMC的柔性直流输电换流阀型式试验方案

为了保证柔性直流输电工程的可靠运行,在投入运行之前必须通过一系列试验来考察换流阀的安全可靠性,这就需要制定一套科学全面的型式试验方案来验证考核换流阀设计的正确性.针对模块化多电平换流阀(modular multilevelconverrter,MMC)的结构和工作原理,参考相关标准,以南澳多端柔性直流输电工程为例,研究提出了详细的MMC的型式试验方案,该方案能够较全面地验证基于MMC拓扑结构的换流阀及其相关电路设计的正确性.     

一起换流阀晶闸管非周期触发试验事故分析

分析了灵宝高压直流二期工程换流阀非周期触发试验晶闸管损坏的原因,通过对晶闸管损坏情况下的电压和电流波形分析,发现试验回路的振荡是导致晶闸管损坏的根本原因,增大电阻抑制振荡幅度能够很好保护晶闸管不被损坏。同时,用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对非周期触发试验进行了仿真,仿真结果与实际结果吻合很好。针对这种情况,在今后的高压直流输电换流阀非周期触发试验过程中,应该引起足够的重视,避免类似情况发生。     

高压直流输电换流阀晶闸管试验研究

针对高压直流输电换流阀晶闸管运行过程中故障率较高的问题,通过对各项试验原理进行分析,提出采用综合换流阀测试仪进行换流阀晶闸管试验的方法。应用结果表明:综合换流阀测试仪能有效检测出换流阀中有故障的晶闸管,便于运维人员及早进行检修或更换,从而有效保障直流系统的安全运行。     

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。     

换流阀低压加压试验方法与研究

依据±800kV特高压直流输电工程系统结构和接线方式,结合换流站实际运行方式,对换流阀低压加压试验方法和试验数据进行探讨和研究。提出使用输出为0~400V感应调压变压器进行低压调节和15kV/0.4kV试验升压变压器组成换流变升压电源,通过从换流变交流侧输入电压,直流侧对换流阀进行加压,模拟控制保护系统在低电压、低电流的整组试验,提高了换流阀低压加压的试验效率和准确性,为后续新建换流站低压加压试验提供了一定的试验依据。     

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。     

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。