特高压直流工程换流阀用晶闸管实际运行工况关断时间研究

为保证直流工程控制保护系统试验中换相失败判断的准确性,需模拟换流阀实际运行工况下晶闸管关断特性应力,从而获取实际直流工程中晶闸管最小关断时间。该文以±1100k V/5500A昌吉-古泉特高压直流工程为研究对象,分析实际工程晶闸管阀关断过程应力,基于LC谐振和冲击电压复合的等效测试方法,建立了晶闸管关断特性测试平台;通过工程控保联调试验,获取几种易引发换相失败故障的晶闸管阀电压、电流应力,并则算出单级晶闸管应力,在真实物理平台开展测试。测试结果表明,晶闸管在极端运行工况下,最小关断时间为385μs (7°)左右,准确修正了RTDS仿真模型中阀最小关断角度,支撑了直流工程控制保护系统联调试验的顺利进行,为直流工程现场调试奠定了技术基础。

可控换相换流器低压加压试验方法

针对葛洲坝—南桥±500 kV直流改造工程受端换流站所采用世界首套可控换相换流器现场调试需求,开展可控换相换流器低压加压试验方法研究,明确了可控换相换流器的试验条件、零部件保留情况、试验设备以及实施步骤等,旨在满足可控换相换流器现场首次低压加压试验的可行性和安全性要求。在常规直流换流器低压加压试验方法不适用的条件下,根据可控换相换流器单阀器件阻容分压规律,初步估算得到电力电子保留级数及试验电压。通过搭建含详细换流器电磁暂态模型的试验仿真电路,更为精确地分析了换流阀不同运行模式下、保留不同器件级数时的器件电压应力,选取既满足取能条件又确保器件安全的试验电压和保留器件级数配置,确定了试验设备容量等。最终按照研究分析结果,在工程现场搭建试验系统,按照实施步骤开展低压加压试验,试验结果与仿真一致,证明了仿真和试验方法的有效性。

可控换相换流器研制及其工程应用

可控换相换流器是针对常规直流输电换流阀换相失败问题而提出的一种新型直流换流装备,并于2023年6月在±500 kV/1200 MW葛洲坝—上海南桥高压直流输电系统改造工程(简称“葛南直流改造工程”)中投入使用。文中首先阐述了可控换相换流器的技术需求与技术原理,对其技术经济性进行了分析。然后,结合葛南直流改造工程的实施,介绍了可控换相换流器研制、试验及应用情况,提出了可控换相换流器电气参数、结构设计方案、型式试验方案,并结合现场录波介绍了工程调试过程中的低压加压、空载加压、人工短路等关键试验项目和试验结果,以及换流器投运后的运行情况,根据历次交流故障事件现场录波具体分析了换流器动作时序的正确性。最后,对可控换相换流器在特高压直流输电工程、省域交流联络线改造等场景下的应用前景进行了分析,为后续可控换相换流器的进一步推广应用提供参考。

可控有源振荡直流断路器设计与试验

直流输配电网为大规模高比例可再生能源并网和大容量远距离电能传输等难题提供了解决方案,是构建以可再生能源为主体的新型电力系统重要发展方向。直流断路器可快速开断故障电流、有效隔离故障,是保证直流输配电网可靠运行的关键设备之一。但是目前直流断路器仍存在开断电流能力受限、价格昂贵等问题。文中针对可控有源振荡新型直流断路器拓扑,阐述其拓扑构成与开断、关合原理,完成参数设计数学解析及影响规律分析。开发出10kV可控有源振荡直流断路器样机,开展额定电流及故障电流双向电流开断试验,验证所提拓扑设计正确性和工程应用可行性。