一种柔性直流输电换流阀运检实训平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，通过真实换流阀子模块和仿真换流阀子模块相结合的方式，大大增强了学员对柔性直流输电换流阀系统的形象直观认识，既节约了购置大量真实换流阀子模块所需要的大量资金，又实现了换流阀的实际运维检修，可以实现换流阀子模块各种功能检测、子模块整体及各组件更换、以及阀控功能培训。

A Flexible HVDC Converter Valve Operation and Inspection Training Platform

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电换流阀运检实训平台
本技术涉及柔性直流输电设备运检培训领域，具体的说，是涉及一种柔性直流输电换流阀运检实训平台。
技术介绍
以全控型器件为基础的电压源换流器高压直流输电(VoltageSourceConverterbasedHighVoltageDirectCurrent,VSC-HVDC)，由于具有电流自关断能力、可向无源网络供电等优势而受到人们的重视，并得到了快速发展。适用于高电压、大容量输变电的全控型电力电子器件绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)，因其开关频率较高、开关损耗小、驱动电路简单、驱动损耗小、价格适中等优点，在直流输电工程中得到了广泛的应用。柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。柔性直流输电具有以下优点：◆正常运行时柔性直流输电可以独立地控制有功功率和无功功率，而且控制方式更加灵活。◆可以更方便地进行潮流反转，且电压极性不变，易实现多端直流系统并联。◆可以作为故障后的电网恢复启动电源，进行电网快速恢复。◆由于换流器交流侧输出电流具有可控性，因此柔性交流输电不会增加交流系统的短路容量。◆系统中交直流输出的谐波均大大减小，其逆变侧可实现近似正弦交流输出，无需加装滤波器。◆工程易实现、占地小、周期短；两站独立运行，无需站间通信。换流阀是直流输电系统中核心部件之一。其作用是将送电端的电能通过整流变换成高压直流，通过直流输电电路传送给受电端，受电端将直流电能通过逆变后供给用户，且传输的功率可以双向流动。在所有可能运行的状态下，换流阀不仅要承受持续运行电压，还要承受交直流系统传送过来的操作过电压、陡波前过电压和雷电过电压，并具备足够的绝缘水平和均匀的电压场强分布。在换流阀的工作过程中可能出现换相失败、误导通、不导通等故障，或者阀体的水机系统参数不符合要求从而影响换向阀的运行，需要运检人员进行检修，运维专业新员工需要接受培训，换流阀的运维需要实现阀子模块各种功能检测、子模块整体及各组件更换、以及阀控功能培训，以上操作在实际工作中需要准确无误，培训中需要反复练习，采用现场实际调试的方法进行培训投资大，设备损失也大。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，提出了一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，通过真实换流阀子模块和仿真换流阀子模块相结合的方式，大大增强了学员对柔性直流输电换流阀系统的形象直观认识，既节约了购置大量真实换流阀子模块所需要的大量资金，又实现了换流阀的实际运维检修培训，可以实现换流阀子模块各种功能检测、子模块整体及各组件更换、以及阀控功能培训。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，包括换流阀组、水机系统和控保系统，所述换流阀组每个阀臂上包括真晶闸管换流阀子模块与仿真换流阀子模块，所述换流阀组的真晶闸管换流阀子模块与水机系统、控保系统分别连接，所述水机系统和控保系统连接。进一步的，所述水机系统包括显示器、第一控制器、传感模块、冷却装置、循环水泵和水管，所述水管与换流阀子模块的水循环系统相连；所述第一控制器分别连接显示器、传感模块、冷却装置和循环水泵。进一步的，所述传感模块包括但不限于设置在所述水管上的水温传感器、流量传感器、压力传感器和电阻率传感器。进一步的，所述冷却装置包括冷却风机和冷却风扇。进一步的，所述水机系统的冷却水循环回路包括并联的主循环回路和去离子水处理回路。进一步的，所述去离子水处理回路包括相互连接的离子交换器和缓冲罐。进一步的，在所述离子交换器上连接补液装置，在缓冲罐上连接氮气恒压装置。进一步的，所述控保系统包括主工作站、显示柜、控制柜和交流柜，所述主工作站与显示柜、控制柜和交流柜分别连接。显示柜用于显示阀组及相关一次设备状态量，控制柜用于实现对阀组及相关一次设备控制和监控，交流柜用于将交流380V电源转换成各种充电电源需要的电源。进一步的，所述仿真换流阀子模块的外形与真晶闸管换流阀子模块的外形完全相同。仿真换流阀子模块与真晶闸管换流阀子模块的外观完全相同，使得学员在学习时对换流组件有直观整体的认识，采用仿真换流阀子模块内部不包含电路器件，造价低，节约了培训成本。与现有技术相比，本技术的有益效果为：(1)本技术的柔性直流输电换流阀运检实训平台是在柔性直流输电实际工程的基础上，专门用于柔性直流输电换流阀相关培训的一种实训装置。该装置利用真实换流阀子模块和仿真换流阀子模块相结合的方式，既节约了购置大量真实换流阀子模块所需要的大量资金，又实现了换流阀的实际运维检修培训。(2)本技术的柔性直流输电换流阀运检实训平台，可以实现阀子模块各种功能检测、子模块整体及各组件更换、以及阀控功能培训等。(3)本技术的柔性直流输电换流阀运检实训平台，大大增强了学员对柔性直流输电换流阀系统的形象直观认识，提升了实操和故障分析处理等综合能力。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1是本技术的结构俯视图；图2是柔性直流换流阀子模块拓扑示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。下述实施例为本申请的一种典型的实施方式，如图1所示，一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，包括换流阀组、水机系统和控保系统，所述换流阀组每个阀臂上包括真晶闸管换流阀子模块与仿真换流阀子模块，所述仿真换流阀子模块内部不包含晶闸管级，并且不与其他设备进行电连接，所述换流阀组的真晶闸管换流阀子模块分别与水机系统和控保系统连接，水机系统和控保系统连接。本申请的一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，直接连接交流380V市电提供装置运行的电能。本实施例的换流阀组按照单桥臂换流阀设计换流阀组件MMC拓扑的IGBT子模块级联组成。优选的，换流阀组包括2个换流阀组组件，每个换流阀组组件包括6个换流阀子模块，共12个换流阀子模块，其中10个为仿真换流阀子模块。每个组件上至少包含一个真晶闸管换流阀子模块，每个换流阀组组件分上下两层，每层3个子模块。为了在培训学员时使学员对换流阀组有更直观的认识，采用了真晶闸管换流阀与仿真换流阀相结合的设计方法，由可触发的真晶闸管换流阀子模块及仿真换流阀子模块组成，优选的，将仿真换流阀子模块做成与真晶闸管换流阀子模块尺寸外观完全相同，材质可选用现有技术中的各种材料，仿真换流阀子模块是模型，内部不含电子器件，不通电工作，真晶闸管换流阀子模块能够进行带电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，其特征在于：包括换流阀组、水机系统和控保系统，所述换流阀组每个阀臂上包括真晶闸管换流阀子模块与仿真换流阀子模块，所述换流阀组的真晶闸管换流阀子模块与水机系统、控保系统分别连接,所述水机系统和控保系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，其特征在于：包括换流阀组、水机系统和控保系统，所述换流阀组每个阀臂上包括真晶闸管换流阀子模块与仿真换流阀子模块，所述换流阀组的真晶闸管换流阀子模块与水机系统、控保系统分别连接,所述水机系统和控保系统连接。2.如权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，其特征在于：所述水机系统包括显示器、第一控制器、传感模块、冷却装置、循环水泵和水管，所述水管与换流阀子模块的水循环系统相连；所述第一控制器分别连接显示器、传感模块、冷却装置和循环水泵。3.如权利要求2所述的一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，其特征在于：所述传感模块包括但不限于设置在所述水管上的水温传感器、流量传感器、压力传感器和电阻率传感器。4.如权利要求2所述的一种柔性直流输电换流阀运检实训平台，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏博，李培，高楠楠，裴英，牛林，张燕燕，黄金鑫，司泰龙，郭家东，郭良峰，李国峰，
申请(专利权)人：国网技术学院，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37