A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案优化

晶闸管击穿故障为换流阀常见故障之一,现有±800 k V特高压换流站A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案存在耗时不稳定、处理环节复杂等问题,进而造成换流阀停电时间延长,影响直流输电系统功率输送能力,针对A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案进行优化,提高了该型号换流阀晶闸管击穿故障的处理效率,缩短了换流阀停电时间,可进一步保障直流输电系统功率输送能力。     

向家坝-上海特高压直流示范工程复龙换流站换流阀成功通过全部型式试验

2009年9月26日,向家坝-上海±800kV特高压直流输电示范工程复龙换流站800kV、7000MW级6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验项目考核。这一结果为特高压直流工程换流阀的研发工作以及6英寸晶闸管器件的研制工作划上了一个圆满的句号!在此之前,由许继集团生产的特高压直流示范工程奉贤换流站换流阀已于今年5月份成功通过型式试验。     

高压直流输电系统逆变侧阀饱和电抗器电气应力研究

为分析特高压直流输电工程中,逆变侧换流阀饱和电抗器的电气应力及损耗特性,建立了带反向恢复特性晶闸管模型和非线性饱和电抗器模型的高压直流输电逆变侧12脉动换流阀仿真模型。以锦屏—苏南±800kV/4 750 A直流输电工程使用的A5000换流阀为基础,计算了A5000换流阀工作在逆变状态时的电气应力和饱和电抗器损耗。结果表明,逆变侧换流阀承受较高的开通电压,电抗器的开通损耗远高于整流侧。但由于逆变侧换流阀承受较低的关断应力与断态应力,逆变侧的饱和电抗器损耗与整流侧总体相当。A5000换流阀可以在逆变状态下安全运行。     

±800 kV特高压直流输电用6英寸大功率晶闸管换流阀

现如今,中国有多条±800 kV特高压直流输电项目正在建设或正在规划之中。较高的输电电压及其较高的稳态、瞬态过压而产生的晶闸管换流阀绝缘设计难点已在云南—广东±800 kV/5 000 MW直流输电工程中得到了研究和解决,但是在向家坝—上海特高压直流输电±800 kV/6 400 MW工程中,必须采用更大功率的晶闸管,才能满足额定电流4 000 A的要求。为了满足实际工程需要,基于硅片的新一代6英寸大功率晶闸管应运而生,同时,为了满足更高直流电流的要求,在晶闸管换流阀设计中,应用了相关新的设计技术。笔者介绍了向家坝—上海特高压直流输电工程中复龙站晶闸管换流阀设计,包括阀的结构、电气设计、机械设计、阀内部电器件选择等,另外,对6英寸晶闸管的特点作了介绍。复龙站换流阀型式试验已分别在德国西门子、中国西安高压电器研究院有限责任公司完成,试验结果表明,基于6英寸晶闸管的向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程复龙站换流阀设计可靠,可保证向家坝—上海输电工程复龙站换流阀的长期、可靠运行。     

柔性直流换流站阀厅布置方案研究

柔性直流输电技术是一种以电压源变流器、可控关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。该技术具有可控性高、设计施工方便环保、占地小及换流站间无需通信等优点,在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电和城市电网供电等领域具有明显的优势;而阀厅是直流换流站工程的核心设计内容之一。文中综合考虑换流阀进出线选择,换流阀与直流场、阀冷、阀控间的连接布置,从设备布置、建筑、结构、暖通等多方面,研究了换流站阀厅布置方案,并最终提出柔性直流换流站阀厅布置的优化方案。     

750MW换流站高压晶闸管换流阀低压加压试验分析

在高压晶闸管换流阀低压加压试验方面,国内虽然做过一些工作,但未在理论上给出明确的试验依据,例如触发电压和触发角的取值等,本文对此进行研究,并以灵宝换流站扩建工程换流阀低压加压试验为例分析试验效果。详细阐述了高压晶闸管换流阀的技术特点,简单介绍了直流控制保护系统、阀基电子设备(VBE)的功能,着重分析了晶闸管电子板(TE)取能方式的特点。针对以上技术特点和功能特性,制定了高压晶闸管换流阀低压加压试验方案,通过试验检查了主系统回路逻辑与接线的正确性。本文给出的高压晶闸管换流阀低压加压试验理论依据,可为同类试验提供参考。     

世界首个800kV、700万kW级6英寸晶闸管换流阀通过全部型式试验

2009年5月27日,向家坝—上海±800kV特高压直流示范工程奉贤换流站800kV、700万kW级6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验,各项参数指标均达到或超过了合同技术要求。     

柔性直流背靠背换流站阀厅电气设备布置设计

柔性直流背靠背换流站换流站的阀厅电气设备布置是换流站布置设计的核心内容。阀厅布置尺寸主要由换流阀布置尺寸、换流阀交流侧进线、直流侧设备布置接线、空气净距、施工吊装空间、检修维护通道等因素决定。阀厅内换流阀塔的布置有同相上下桥臂相邻布置(AABBCC排列)和同极桥臂三相相邻布置(ABCABC排列)两种方式,换流阀塔的布置方式将直接影响阀厅内其他区域各电气设备的布置尺寸。工程设计时可根据空气净距取值,通过技术分析比较来优化阀厅布置设计。     

世界上首次基于6英寸4500A的晶闸管换流阀研制成功并完成全部型式试验

由中国电科院牵头承担,结合西北与华中灵宝背靠背扩建整流侧换流阀工程,国家电网公司在世界上首次开展基于6英寸4500A晶闸管换流阀的研制。6月18日,当前世界上最大通流能力的新一代直流换流阀顺利通过所有型式试验,各项参数指标均达到或超过了合同要求,标志着中国在直流输电换流阀集成及试验技术研究方面取得了重要的阶段性成果。     

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。     

我国首个800kV换流阀完成试验

2009年5月27日,由国内外共同研制的用于向家坝-上海±800kV特高压直流示范工程奉贤换流站800kV、7000MW级直流工程的6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验。各项参数指标均达到或超过了合同技术要求,代表了世界直流输电技术的最高水平。     

±1100kV特高压直流输电用6英寸晶闸管及其设计优化

为满足国家±1 100 kV特高压直流的应用需求,适应换流阀用晶闸管向更高电压等级、更大电流容量、更高可靠性发展趋势,基于中国南车现有6英寸晶闸管成熟技术基础,通过计算机仿真与试验相结合的方法,优化晶闸管芯片结构设计,改善了晶闸管芯片边缘电场分布和电压稳定性,改善器件内部热分布与外部散热,提高了晶闸管电流容量;优化晶闸管芯片放大门极结构设计,改善了器件的动态特性;采用先进的电子辐照技术,通过试验优化辐照工艺,进一步改善了晶闸管静态参数与动态特性折衷关系;研究开发出6英寸5 000 A/8 500 V晶闸管,器件的所有静、动态参数达到设计指标,通过了可靠性试验,满足±1 100 kV特高压直流输电换流阀的应用要求。     

直流换流阀单元模块蒸发冷却系统的仿真分析与试验

对直流换流阀的发热问题和目前主流的水冷技术存在的缺陷进行研究,提出采用蒸发冷却技术用于直流换流阀单元模块的冷却。针对由5英寸晶闸管集成的直流换流阀单元模块,设计包含贴壁式蒸发器、集气管、回液管和冷凝器等组成的蒸发冷却系统。建立单元模块蒸发冷却的仿真分析模型,得到不同功率工况下晶闸管表面的温度分布情况。试验数据与仿真结果误差在8%以内,验证了计算和试验的准确性。研究表明,蒸发冷却技术的应用使得晶闸管的温度分布更加均匀,冷却余量增大,可保障直流换流阀单元模块的载流能力,这将为直流换流站采用蒸发冷却系统提供分析和设计依据。     

世界首个800千伏换流阀完成试验

本刊讯 由国内外共同研制的用于向家坝上海±800千伏特高压直流示范工程奉贤换流站800千伏、700万千瓦级直流工程的6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验,各项参数指标均达到或超过了合同技术要求,代表了世界直流输电技术的最高水平。该试验的成功通过表明了特高压直流示范工程关键设备——换流阀的研制取得了圆满成功,标志着示范工程受端奉贤换流站所有特高压直流设备型式试验全部完成,它证明了国家电网公司提出的特高压直流输电技术和特高压直流设备技术的可行性和正确性,     

±800kV云广DC换流站避雷器布置和参数选择

±800kV换流站的过电压保护主要采用无间隙的氧化性避雷器。为了优化和合理地确定±800kV云广直流输电工程换流站避雷器布置方案和选择参数,介绍了云广直流输电工程换流站400kV高端12脉动换流单元的换流变压器阀侧过电压保护避雷器布置的2种方案,方案Ⅰ采用A2和CB1A避雷器,方案Ⅱ采用M2和CB1A、CB1B避雷器。比较了2种方案的优缺点后推荐采用方案Ⅰ。分析了装C2避雷器保护高端400kV换流单元的必要性后提出换流站A2、CB1A和M2等避雷器选择直流参考电压的原则和并选择了它们的参数。分析了平波电抗器分置在中性母线和极线方式降低A2避雷器的直流参考电压,从而降低高端800kV换流变压器操作冲击绝缘水平的作用。所选择的避雷器的布置方案和避雷器的参数已在云广直流输电工程中得到应用。     

±1100kV/5000A换流阀在交流系统故障时的运行能力分析

笔者介绍了±1 100 kV/5 000 A换流阀的基本结构,分析了在交流系统故障时限制换流阀运行电流的因素。当交流系统出现对地故障时,就会引起换流站交流母线电压降低,从而影响换流阀的运行条件。以西电电力系统公司自主研制的±1 100 kV/5 000 A换流阀为例,通过主回路参数的计算及晶闸管结温的计算结合实际运行工况分析了±1 100 kV/5 000 A换流阀在交流系统故障时的运行能力。     

世界首个800千伏、700万千瓦级6英寸晶闸管换流阀成功通过全部型式试验

5月27日,由国内外共同研制的用于向家坝一上海±800千伏特高压直流示范工程奉贤换流站800千伏、700万千瓦级直流工程的6英寸晶闸管换流阀顺利通过全部型式试验,各项参数指标均达到或超过了合同技术要求,代表了世界直流输电技术的最高水平。该试验的成功通过表明了特高压直流示范工程关键设备——换流阀的研制取得了圆满成功,标志着工程受端奉贤换流站所有特高压直流设备型式试验全部完成,为示范工程早日建成投产奠定了坚实基础,是特高压直流输电技术发展史上的重要里程碑。     

海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗研究

海上风电柔性直流送出是目前柔性直流输电领域的研究热点,损耗是柔性直流换流站的一个重要技术指标,关系着柔性直流系统的输电效率和换流阀的设计。针对输电容量为1000 MW的海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗特性,研究了换流阀损耗的计算方法和关键计算参数的获取方法,计算得到了换流阀损耗的组成和±320 kV/1000 MW海上风电柔性直流送出工程送/受端换流站换流阀的损耗率。同时,研究了联接变压器阀侧三次谐波注入、换流器调制比和直流极线电压对换流阀损耗率的影响,结果表明:在联接变压器阀侧注入三次谐波和增大换流器调制比可减小换流阀损耗率;在相同输送容量的前提下,增大直流极线电压可减小换流阀损耗率。     

6英寸高压晶闸管的研制

基于5英寸换流阀晶闸管的设计和工艺技术平台,通过优化杂质扩散工艺、光刻版设计和台面造型保护工艺,保证了掺杂分布的均匀性、重复性和可控性,以及器件良好的阻断特性,确保器件获得较高的电流上升率、电压上升率,研制出了6英寸4000 A/8000 V高压晶闸管样品。并采用电子辐照技术得到进一步优化,对器件的通态压降与反向恢复电荷的折衷关系。     

高压直流换流阀晶闸管更换方法及工具设计分析

针对西门子技术换流阀晶闸管安装结构特点,基于±800kV楚雄换流站,提出两种更换方案,并通过对比分析,阐明各方案的优缺点,给出推荐意见。