國網(wǎng)河南電力聯(lián)合多方開展技術(shù)攻關(guān)，突破核心器件與裝備技術(shù)瓶頸，解決直流輸電系統(tǒng)換相失敗問題，實現(xiàn)世界上的第1臺基于IGCT器件的電網(wǎng)混合換相換流閥可靠投運。
日前，在河南靈寶換流站，世界上的第1臺基于自主可控集成門極換流晶閘管（IGCT）器件的混合換相換流閥主動完成關(guān)斷動作，成功避免一起換相失敗事件，標(biāo)志著該裝備的換相失敗抵御能力經(jīng)過電網(wǎng)真實工況驗證。
直流輸電具有輸電距離遠、輸送容量大、損耗低等優(yōu)點，是電力跨區(qū)傳輸?shù)闹匾d體。其中，基于IGCT器件的混合換相換流閥被稱作直流輸電工程的“心臟”。長期以來，該裝備的可靠運行易受直流系統(tǒng)換相失敗的影響，制約了大規(guī)模電力輸送能力提升。為此，國網(wǎng)河南省電力公司組織研究團隊攻關(guān)新型換流技術(shù)，研制出基于自主可控IGCT器件的混合換相換流閥并實現(xiàn)應(yīng)用，為解決常規(guī)直流輸電系統(tǒng)換相失敗難題提供技術(shù)支撐。
第1章 性能特點與技術(shù)參數(shù)（）
第1節(jié) 性能特點
電壓電流輸出靈活組合 輸出達6相電壓6相電流，可任意組合實現(xiàn)常規(guī)4相電壓3相電流型、6相電壓型、6相電流型，以及12相型輸出模式，既可兼容傳統(tǒng)的各種試驗方式，也可方便地進行三相變壓器差動試驗和廠用電快切和備自投試驗。
操作方式 裝置直接外接筆記本電腦或臺式機進行操作，方便快捷，性能穩(wěn)定。
新型高保真線性功放 輸出端一直堅持采用高保真、高可靠性模塊式線性功放，而非開關(guān)型功放，性能很好。不會對試驗現(xiàn)場產(chǎn)生高、中頻干擾，而且保證了從大電流到微小電流全程都波形平滑精度優(yōu)良。
高性能主機 輸出部分采用DSP控制，運算速度快，實時數(shù)字信號處理能力強，傳輸頻帶寬，控制高分辨率D/A轉(zhuǎn)換。輸出波形精度高，失真小線性好。采用了大量技術(shù)和精密元器件材料，并進行了專業(yè)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，因而裝置體積小、重量輕、功能全、攜帶方便，開機即可工作，流動試驗非常方便。
軟件功能強大 可完成各種自動化程度高的大型復(fù)雜校驗工作，能方便地測試及掃描各種保護定值，進行故障回放，實時存儲測試數(shù)據(jù)，顯示矢量圖，聯(lián)機打印報告等。6相電流可方便進行三相差動保護測試。
具有獨立專用直流電源輸出 設(shè)有一路110V 及 220V專用可調(diào)直流電源輸出。
接口完整 裝置帶有USB通訊口，可與計算機及其它外部設(shè)備通信。
完善的自我保護功能 散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，硬件保護措施可靠完善，具有電源軟啟動功能，軟件對故障進行自診斷以及輸出閉鎖等功能。
第2節(jié) 技術(shù)參數(shù)（）
? 參數(shù)
電流通道數(shù) | 標(biāo)準(zhǔn)6相 |
電壓通道數(shù) | 標(biāo)準(zhǔn)6相 |
交流電流輸出范圍 | 30A /相或180A（六并） |
直流電流輸出范圍 | 10ADC /相 |
交流電壓輸出范圍 | 120VAC / 相 |
直流電壓輸出范圍 | 160VDC / 相 |
? 額定參數(shù)
? 交流電流輸出
6相電流輸出時每相輸出（有效值） 0～30A 輸出精度 0.2級
3相電流輸出時每相輸出（有效值） 0～60A
6相并聯(lián)電流輸出（有效值） 0～180A
相電流長時間允許工作值（有效值） 10A
相電流極大輸出功率 300VA
6相并聯(lián)電流極大輸出時極大輸出功率 1000VA
6相并聯(lián)電流極大輸出時允許工作時間 10s
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數(shù) 1～20 次
? 直流電流輸出
電流輸出 0～±10A / 每相 輸出精度 0.5級
極大輸出負(fù)載電壓 20V
? 交流電壓輸出
相電壓輸出（有效值） 0～120V 輸出精度 0.2級
線電壓輸出（有效值） 0～240V
相電壓 / 線電壓輸出功 80VA / 100VA
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數(shù) 1～20次
? 直流電壓輸出
相電壓輸出幅值 0～±160V 輸出精度 0.5級
線電壓輸出幅值 0～±320V
相電壓/ 線電壓輸出功率 70VA / 140VA
? 開關(guān)量
8路開關(guān)量輸入
空接點 1～20mA，24V
電位接點接入 “0”：0 ～ +6V； “1”：+11 V ～ +250 V
4對開關(guān)量輸出 DC：220 V／0.2 A；AC：220 V／0.5 A
? 時間測量范圍
0.1ms ～ 9999s ， 測量精度 ＜0.1mS
第2章 裝置硬件結(jié)構(gòu)（）
第1節(jié) 裝置硬件組成
? 數(shù)字信號處理器微機
裝置采用高速數(shù)字控制處理器作為輸出核心，軟件上應(yīng)用32位雙精度算法產(chǎn)生各相任意的高精度波形。由于采用一體結(jié)構(gòu)，各部分結(jié)合緊密，數(shù)據(jù)傳輸距離短，結(jié)構(gòu)緊湊?？朔斯P記本電腦直接控制式測控儀中因數(shù)據(jù)通信線路長、頻帶窄導(dǎo)致的輸出波形點數(shù)少的問題。
? D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波
采用高精度D/A轉(zhuǎn)換器，保證了全范圍內(nèi)電流、電壓的精度和線性度。
由于擬合點數(shù)密度高，波形保真度高，諧波分量小，對低通濾波器的要求很低，從而具有很好的暫態(tài)特性、相頻特性、幅頻特性，易于實現(xiàn)精確移相、諧波疊加，高頻率時亦可保證很高精度。
? 電壓、電流放大器
相電流、電壓一直堅持采用高性能線性放大器輸出方式，使電流、電壓源可直接輸出從直流到含各種頻率成份的波形，如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，并且輸出波形干凈平滑，對鄰近設(shè)備無高頻輻射干擾，可以較好地模擬各種短路故障時的電流、電壓特征。
功放電路采用進口大功率高保真模塊式功率器件作功率輸出級，結(jié)合精心、合理設(shè)計的散熱結(jié)構(gòu)，具有足夠大的功率冗余和熱容量。功放電路具有完備的過熱、過流、過壓及短路保護。當(dāng)電流回路出現(xiàn)過流，電壓回路出現(xiàn)過載或短路時，自動限制輸出功率，關(guān)斷整個功放電路，并給出告警信號顯示。為防止大電流下長期工作引起功放電路過熱，裝置設(shè)置了大電流下軟件定時。10A及以下輸出時裝置可長期工作，當(dāng)電流超過10A時，軟件定時啟動，定時時間到，軟件自動關(guān)閉功率輸出并給出告警指示。輸出電流越大，定時越短。
? 開入、開出量
裝置有8路開入和4路開出。
開關(guān)量輸入電路可兼容空接點和0～250V電位接點。電位方式時，0～6V為合，11～250V為分。開關(guān)量可以方便地對各相開關(guān)觸頭的動作時間和動作時間差進行測量。
開入部分與主機工作電源、功放電源等均隔離。開入地為懸浮地，所以，開入部分公共端與電流、電壓部分公共端UN、IN等均不相通。
開關(guān)量電位輸入有方向性，應(yīng)將公共端接電位正端，開入端接電位負(fù)端，保證公共端子電位高于開入端子。現(xiàn)場接線時，應(yīng)將開入公共端接＋KM，接點負(fù)端接開入端子。如果接反，則將無法正確檢測。
開出部分為繼電器空接點輸出。輸出容量為DC：220V／0.2A，AC：220V／0.5A。開關(guān)量輸出與電壓、電流、開入等各部分均全部隔離。各個開出量的動作過程在各個測試模塊中各有不同，詳細(xì)請參看各模塊軟件操作說明。
以下是兩種常見的開出量接線示意圖：
電位接點時
空接點時
? 專用直流電源輸出
裝置在機箱底板上裝設(shè)有一路專用可調(diào)直流電源輸出，分 110V 及 220V 兩檔，可作為現(xiàn)場試驗輔助電源。為該電源還設(shè)置了一個電位器，可在 80％－110％ 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該電源額定工作電流1.5A，可作為保護裝置的直流工作電源，也可作為跳合閘回路電源。該電源如過載或短路，將燒壞相應(yīng)保險（2A／250V），此時更換此保險管即可。
隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)加速推進，華中、華東等負(fù)荷中心的直流輸電工程呈多落點形態(tài)，新能源發(fā)電裝機規(guī)模占比提升，直流輸電系統(tǒng)換相失敗問題日益凸顯。過去，運維人員主要依靠直流控制保護系統(tǒng)的換相失敗預(yù)測控制功能降低失敗概率，難以從根本上規(guī)避風(fēng)險。
2021年，國網(wǎng)河南電力組織河南電力科學(xué)研究院開展技術(shù)調(diào)研?！皬母旧辖鉀Q換相失敗問題，必須依靠換流器件的創(chuàng)新突破。在廣泛調(diào)研中，我們關(guān)注到清華大學(xué)研制的大容量逆阻IGCT器件能夠替代傳統(tǒng)晶閘管，滿足高壓直流輸電工程應(yīng)用需要，與我們的需求高度契合?！?/p>
在電網(wǎng)有限公司相關(guān)部門的指導(dǎo)下，國網(wǎng)河南電力聯(lián)合了電網(wǎng)有限公司直流技術(shù)中心、國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司、清華大學(xué)等單位組建跨專業(yè)協(xié)同攻關(guān)團隊，聚焦新一代功率半導(dǎo)體器件、新一代換流技術(shù)、新一代換流裝備展開專項技術(shù)攻關(guān)。
本公司是專業(yè)生產(chǎn)“六相繼電保護測試儀”高壓電力檢測設(shè)備的廠家，本產(chǎn)品為客戶解決了各種在變電站等實驗中的問題。我們的宗旨是不斷地改進和完善公司的產(chǎn)品，同時我們保留對儀器使用功能進行改進和升級的權(quán)力，如果您發(fā)現(xiàn)儀器在使用過程中其功能與說明書介紹的不全部一致，請以儀器的實際功能為準(zhǔn)。在產(chǎn)品的使用過程中發(fā)現(xiàn)有什么問題，請與我們及時聯(lián)系！我們將盡力提供完善的技術(shù)支持?。ㄉ虾ＨA住電氣網(wǎng)站新聞及技術(shù)文章內(nèi)容為傳遞更多信息而非盈利之目的,內(nèi)容僅供參考，僅代表作者個人觀點，以實際情況為準(zhǔn)。)版權(quán)歸原作者所有，若有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除。
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