一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法技术

本发明专利技术公开了一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，包括以下步骤：在换流阀阀段两端连接激励电路，激励电路包括串联的交流电压源V

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法


[0001]本专利技术涉及高压直流输电
，具体涉及一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法。

技术介绍

[0002]当输电距离较长、输送容量较大时，直流送电是优选的输电方案。特高压直流输电具备点对点、超远距离、大容量送电能力的特点，是我国西南大水电基地和西北大煤电基地的超远距离、超大容量外送的主要输电方式。换流站是高压直流输电系统主要组成部件之一，实现交流系统到直流系统的转换，是高压直流输电的核心技术。而换流阀是换流器的基本单元，是进行换流的关键设备。换流阀采用分层布置，由多个阀模块串联而成，换流阀单阀包含晶闸管级、阳极电抗器和均压电容等核心器件，这些器件的参数对于直流输电系统的稳定、可靠运行具有十分重要的意义，也因此，在直流输电工程投运以前以及设备检修期间，需要对换流阀中的核心器件进行检测试验，以确保换流阀电气性能符合设计要求，保证设备的安全和直流输电工程的可靠性。
[0003]直流输电系统中，换流阀是换流器的基本单元，是进行换流的关键设备。换流阀采用分层布置，由多个阀模块串联而成。换流阀单阀由78个晶闸管级(3个冗余)和12个阀电抗器串联而成。多个阀段构成一个单阀，阀段与单阀具有相同的电气特性，但仅承担部分阀电压。13个晶闸管级与2台阀电抗器串联后，再并联1台均压电容器组成一个阀段。因此，2个阀段组成1个组件，3个组件组成1个单阀。
[0004]国外厂商在阻抗测量设备的研发中起步较早，其技术己经足够成熟可靠，产品测量精度高，稳定性强，功能丰富，可以应用在很多尖端领域，而国内的阻抗测量研究起步较晚，进度也比较缓慢，各研究机构和商业公司在品牌、研发和销售等方面相比国外机构还有一定的差距。目前换流阀均压电容电路核心器件参数的传统测试方法比较单一，大多采用万用表、电容桥等对其中各个器件逐个进行测量，为了保证测量精度，这种方法需要逐个器件拆线单独测量，测试效率低，工作量大，严重影响检测进度。除此之外，现有阻抗测试仪虽然精度高，但是不能实现对换流阀核心器件的不拆线测量，在对换流阀进行维护和检修时，这种测量方式不仅费时费力，还可能损坏原有设备。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，具体包括：
[0008]在换流阀阀段两端施加频率为f1，电压幅值为U
m
的第一交流电压激励信号，其中频率f1的频率不小于额定频率，获取在第一交流电压激励信号下均压电容的电流幅值I
1m
；
[0009]改变第一交流电压激励信号的频率为f2，其中频率f2的频率不小于额定频率，形成
第二交流电压激励信号；
[0010]在换流阀阀段两端施加第二交流电压激励信号，获取在第二交流电压激励信号下均压电容的电流幅值I
2m
；
[0011]利用电流幅值I
1m
、I
2m
以及换流阀均压电容的电路总阻抗计算公式计算换流阀均压电容电路核心器件在不拆线时均压电容参数值。
[0012]进一步地，所述第一交流电压激励信号和第二交流电压激励信号通过交流电压源产生，所述交流电压源与均压电容串联。
[0013]进一步地，获取电流幅值I
1m
和I
2m
时，利用采样电阻进行测量，所述采样电阻与均压电容串联。
[0014]进一步地，所述额定频率为1MHz。
[0015]进一步地，所述电路总阻抗计算公式为利用换流阀均压电容电路的简化规律进行等效、简化所得。
[0016]进一步地，所述换流阀均压电容电路的简化规律通过在实施测量之前对换流阀均压电容电路进行数据仿真模拟分析所得，具体分析步骤包括：
[0017]建立换流阀均压电容电路等效电路的仿真模型；
[0018]使用换流阀均压电容电路等效电路的仿真模型，在特定交流电压的信号激励下，改变激励信号的频率，分析比较换流阀均压电容电路在拆线和不拆线时等效电路的响应特性；
[0019]根据分析比较结果得出换流阀均压电容电路的简化规律。
[0020]进一步地，所述建立换流阀均压电容电路等效电路的仿真模型采用电路仿真软件Pspice建模获得。
[0021]进一步地，所述电路总阻抗计算公式为：
[0022][0023]式中：Z
总
为电路总阻抗；R
c
为采样电阻；n为串联的阀段个数；R为RPU板的电阻；y为均压电容的容抗，y＝-1/(ωC
G
)，ω为f对应的角频率，C
G
为均压电容。
[0024]进一步地，在利用电流幅值I
1m
、I
2m
以及换流阀均压电容的电路总阻抗计算公式计算换流阀均压电容电路核心器件在不拆线时均压电容参数值时，通过对电路总阻抗计算公式进行化简得出换流阀均压电容电路核心器件在不拆线时均压电容参数值计算公式，所述换流阀均压电容电路核心器件在不拆线时均压电容参数值计算公式为：
[0025][0026]式中：R为RPU板的电阻，C
G
为均压电容，U
m
为激励电压幅值，I
m
为幅值为U
m
频率为f的激励信号下采样电阻上的电流幅值，ω1为f1对应的角频率，ω2为f2对应的角频率，n为串联的阀段个数。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0028]本专利技术实现了换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量，其操作简单，测量精度高，测量速度快，经过仿真模拟验证，该方案无论电压精确到10mV，还是100mV，测量出的均压电容误差均在5％以内，除此之外，阀段数量越多，测量结果越精确。同时，由于在测量时候无需拆线，因此无需担心在测量的时候损坏原有设备，有效提高测量效率。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的的单个阀段等效电路仿真模型图；
[0030]图2为本专利技术的拆线情况下阀段激励电路模型图；
[0031]图3为本专利技术的不拆线情况下阀段激励电路模型图；
[0032]图4为本专利技术的不拆线情况下阀段激励电路等效一分支电路图；
[0033]图5为本专利技术的不拆线情况下阀段激励电路等效二分支电路图；
[0034]图6为本专利技术换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法的流程框图；
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0036]实施例
[0037]一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，在其实施之前，先通过对换流阀均压电容电路进行数据仿真模拟，对换流阀均压电容电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，其特征在于：在换流阀阀段两端施加频率为f1，电压幅值为U
m
的第一交流电压激励信号，其中频率f1的频率不小于额定频率，获取在第一交流电压激励信号下均压电容的电流幅值I
1m
；改变第一交流电压激励信号的频率为f2，其中频率f2的频率不小于额定频率，形成第二交流电压激励信号；在换流阀阀段两端施加第二交流电压激励信号，获取在第二交流电压激励信号下均压电容的电流幅值I
2m
；利用电流幅值I
1m
、I
2m
以及换流阀均压电容的电路总阻抗计算公式计算换流阀均压电容电路核心器件在不拆线时均压电容参数值。2.据权利要求1所述的换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，其特征在于：所述第一交流电压激励信号和第二交流电压激励信号通过交流电压源产生，所述交流电压源与均压电容串联。3.据权利要求1所述的换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，其特征在于：获取电流幅值I
1m
和I
2m
时，利用采样电阻进行测量，所述采样电阻与均压电容串联。4.根据权利要求1所述的换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，其特征在于：所述额定频率为1MHz。5.根据权利要求1所述的换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，其特征在于：所述电路总阻抗计算公式为利用换流阀均压电容电路的简化规律进行等效、简化所得。6.根据权利要求5所述的换流阀均压电容电路核心器件不拆线参数测量方法，其特征在于：所述换流阀均压电容电路的简化规律通过在实施测量之前对换流阀均压电容电路进行数据仿真模拟分析所得，具体分析步骤包括：建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶敏，梁家豪，梁秉岗，梁律，马远，张朝辉，刘建业，冯健棠，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：发明
国别省市：