H400换流阀触发试验装置设计研究

H400换流阀触发试验装置设计研究

发表时间：2018-04-28T15:21:22.503Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：高炜1 马龙1 杨晓滨1 陈大庆1 [导读] 摘要：在介绍 H400 换流阀晶闸管单元工作原理的基础上，描述了其运维检修技术和测试设备的实现方法。

（国网山东省电力公司检修公司山东青岛 266300）摘要：在介绍 H400 换流阀晶闸管单元工作原理的基础上，描述了其运维检修技术和测试设备的实现方法。尤其是针对触发试验，介绍了其测试原理、设计思路、以及部分参考电路。在宁东—山东直流输电工程中应用实践证明了该触发试验装置的有效性与可靠性。

关键词：晶闸管单元；运维检修；触发试验；GU触发；VBE触发 Research on parameter analysis method of damping circuit of H400 converter valve Gao Wei1，Ma Long1，Yan Xiaobin1，Chen Daqing1 （1.State Grid Shandong electric power company maintenance branch，Shandong Qingdao 266300，China） Abstract： Based on the introduction of H400 thyristor valve working principle of thyristor unit，describes the realization method of the operation and maintenance technology and test equipment.Especially for the trigger test，the test principle，design idea and some reference circuits are introduced.Practical application in Ningdong Shandong HVDC project shows the validity and reliability of maintenance technology and test equipment of thyristor valve. Key words：HVDC valves thyristor unit：Operation maintenance：Trigger test：GU Trigger mode：VBE Trigger mode： 0引言

高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它相对传统的交流输电更经济，已经在国内外超高压输电系统中获得了较为广泛的应用。换流阀是换流站的重要组件之一，它的安全运行是电网安全的重要一环，其例行检修工作是唯一的有效保障手段[1].。

换流阀由多个晶闸管单元构成，每个单元包含触发、均压、阻尼以及晶闸管等多个功能组件。从实用角度出发，以宁东—山东±660 kV直流输电示范工程中使用的换流阀（由中国电力科学研究院与AREVA公司合作开发，以下简称H400换流阀）为研究对象[2]，由于技术条件的限制，早期的维护产品有些是随国外技术同步引进的，在长期的维护工作中，存在设备笨重、功能单一、超年限易损坏、维修周期长、采购维修费用高的问题。而且设备本身测试原理不详，是个黑盒子。研究换流阀的运维检修技术，可以指导我们进行相关运维设备的

设计，利于运维设备的百花齐放。

1 H400换流阀阀控系统工作原理

文献[1]中对H400换流阀及其二次控制保护部分结构原理进行了介绍，并对日常运行维护工作进行了详细讲解。文献[2]阐述了H400换流阀设计所遵循的设计依据，并综述换流阀电气设计成果。文献[3]中介绍了换流阀阀控系统的总体结构、VBE触发信号特征与比特位意义、以及GU触发的信号特征与比特位意义。文献[4][5][6]为换流站通用维护原则与规范。本文不再对换流阀组成与工作原理作详细论述，为讨论方便，图1中列出了H400晶闸管单元电气原理图。

CPU检测到脚踏开关踩下后，从设备端口输出辅助电压与激励电压，同时点亮高压警示灯。CPU自动判断待测组件的门极板是否已完成充电过程，随后通过以高压激励的正向过零点作为触发角的参考零点。通过延时，CPU自行在触发角对应的时刻发出触发使能指令，

FPGA则自行根据预设的参数，通过光纤通道输出触发指令，完成晶闸管触发所需的所有外部条件。

3 触发试验装置设计

3.1 辅助供电缓启动电路设计

在H400换流阀中，门极单元通过一条阻尼回路从晶闸管两端自行取电（图1中阳极→Cd1→Rd1→门级单元→阴极回路），并能在失压后继续维持2s[1]。测试时，由于晶闸管两端施加的交流电压远低于其正常工作电压，使得门级单元上的取电回路不足以维持门极板的工作电压。需在门级单元的辅助测点上额外施加48V直流辅助源。

门极板上为了实现失压后继续工作2s的目的，配备了总计高达9400uF的大电容，这对常规直流电源而言，往往会出现过流关断或者打嗝现象，需配置软启动缓冲电路来可解决这个问题。TL431结合RC元件、高压BJT搭建的三端串联稳压电路是一种常见的解决方案。

本研究利用常见器件LM317的调压输出特性，设计了一个RC缓启动电路，并并在此基础上设计了充电指示灯LED0以及充满指示灯LED1，电容端电压80%即点亮LED1。如图5虚线框中所示。

5 结束语

文中分析了H400换流阀运维检修中的触发试验的测试原理，并在此原理指导下，开发了原型样机，利用年度检修机会，在现场进行了测试，实现了晶闸管的任意角度触发，满足现场检修要求。

参考文献：

[1]国家电网公司运行分公司青岛管理处.青岛换流站核心设备技术说明书－换流阀分册[Z].

[2]杨晓楠，汤广福，彭玲，蓝元良，±660kV直流输电工程换流阀电气设计综述[J].电力建设第32卷第7期 2011年7月：11-15

[3]郑林，蓝元良，高阳明，刘宁，杨晓楠，彭玲，±660kV直流输电工程阀控系统设计与实现[J].电力建设第35卷第2期 2014年2月：47-51

[4]DL/T 351-2010，换流阀检修导则[S].

[5]Q/GDW 497-2010，高压直流输电换流阀状态检修导则[S].

[6]Q/GDW 498-2010，高压直流输电换流阀状态评价导则[S].

作者简介：

高炜（1982），男，工程师，从事换流站变电检修工作。

马龙（1976），男，工程师，从事换流站变电检修工作。

杨晓滨（1980），男，副高级工程师，从事换流站变电检修工作。

陈大庆（1986），男，工程师，从事换流站变电检修工作。