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。     

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。     

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。     

背靠背直流换流站晶闸管换流阀的选择

介绍了一种背靠背常规直流换流站的接线方式,重点分析了换流站核心设备换流阀的选取方法。通过调研分析和技术方案比较,从晶闸管换流阀的组部件组成、投资占比、损耗等方面,对比了6英寸/5000 A晶闸管换流阀和5英寸/3125 A晶闸管换流阀的技术差异。从空气净距选择、阀厅尺寸选取、换流区布置方案及造价投资等方面进行方案比较。最终确定采用6英寸/5000 A晶闸管换流阀的技术方案,在布置方案、造价投资、运行损耗等方面均更具优势。     

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。     

电容器并补大功率晶闸管阀的研究

大功率无触头电容器投切开关是实现中压配电网无功补偿的技术关键。本文对高电压、大电流、无电弧、无触头高压电容开关研制中应解决的晶闸管串联均压、光电触发系统、脉冲放大回路的取能和晶闸管“工况”的在线监测问题进行了讨论,提出了具体的实施方案和实用电路。     

新型高压晶闸管阀过电流试验回路的建立

分析和比较了瑞士ABB、瑞典ABB、TOSHIBA和SIEMENS公司的几种高压晶闸管阀过电流试验回路的工作原理及其优缺点.根据国际大电网会议(CIGRE)关于高压串联阀电流电压强度的技术导则以及国际电工委员会关于静止无功补偿装置阀和高压直流阀的试验标准的要求,提出了一种新型过电流试验回路的主电路方案:由大电流源提供加热电流,由谐振回路提供过电流及相应的闭锁电压,由高电压回路辅助实现高压直流阀的特殊试验要求.该试验回路调节更灵活、试验模式更多、试验能力也大为提高:高电压回路的电压参数提高至80kV,过电流峰值提高到47kA,频率范围扩展到50～350Hz.     

基于LC振荡回路的晶闸管阀短路电流试验

晶闸管阀短路电流试验是考核直流输电晶闸管阀耐受短路电流能力的运行型式试验项目,要求试验结果跟实际运行工况具有等价性。本文使用LC振荡回路对直流输电晶闸管阀进行短路电流试验进行研究,并利用计算机仿真技术对其进行仿真研究,以确定回路参数准确性和试验方法的有效性。结果表明以LC振荡回路产生的短路电流,满足直流输电晶闸管阀短路电流标准要求,可做为进行直流输电晶闸管阀短路试验的有效方法。     

高压大容量耗能装置晶闸管阀设计与试验

交流耗能装置是解决柔性直流电网故障情况下功率盈余问题的关键设备,在此以张北工程交流耗能装置为例,介绍了其核心设备晶闸管阀的电气设计、结构设计、控制系统设计,对研制的交流耗能装置晶闸管阀开展型式试验和换流站现场交接试验.通过对现场调试出现的典型问题进行分析,开展了晶闸管控制单元正向电压建立定值的优化研究,完善了设计方案.     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

高压直流换流阀断续电流试验方法研究

换流阀作为直流输电系统的核心设备,考核其性能的试验方法至关重要。笔者依据高压直流换流阀试验标准,讨论了国内外著名实验室关于直流换流阀运行试验中周期性触发和熄灭试验内容之一的断续电流试验方法,给出目前西高院换流阀断续电流的几种经受了工程验证的试验方法,并对几种试验方法进行了比较,为感兴趣的工程科技人员更好地理解标准对断续电流试验要求、实际运行工况以及试验考核关键点之间的关系提供了参考。     

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.     

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.