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温升试验装置的设计与实现

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电源

温升试验装置的设计与实现

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本人的学½论文是在导师指导下独立撰写并完成的,学½论文没
    
有到窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为,
本人愿
意承担由
此而产生的法律责任和法律后果,特此郑重声明。
学文 () ½
½½签: .
论者名
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引 言
                    
随 “
    
着 灵活交流输电
技术 ( C S" “
F T ) 用户电力 (½½ P½½" 等电力
C½½  ½
½ ½ )
技术的提出,电力电
子技术在输、配电
领域的应用取得了
很½的成果,如:它可
有效地控制电
力系统的½流分布、
提高对电力系统稳定性的
控制½力、解决了日
益突出的电½质量问
题。同时也展现出它所存在的极大发展空间和½力。因此电
力电
子技术是½够给电
力工业带来革½性进步的新技术, 力电
而电 子试验室的建
设是电力电
子技术在电力系统中工程化应用的先决条件,
按照IC有关标准,
类电力电
子实用装½均对相关的实验条件提出了具½的要求。
同时,
试验装备(
压试验装½、温升试验装½、过电流试验装½以及合成 “
全工况”试验装½)的
建设又 进一步
促进电 子装½实用化进程[
力电
½
纵观½外各大电力公司所研制的各类电力电子实用化装½,他们在研制过程
    
中,½遵循统一的规程— 按照IC相关标准进行必要的出厂试验和型式试验。
根据上述试验类型, B
A B公司、 ½ ½½
S ½ ½ 公司、 西屋公司、 本MT U I I
½
美½
日 IS BS
和T S I
O HB
A公司、
英½A SO
LT M等公司
均建立了 整套的电 子实
力电 验装½。
其中,按照IC标准要求,他们所建的基本试验回路有:耐压试验回路、
冲击电
流试验回路、温升和过电
流试验回路、冲击电压试验回路、 “
和 全工况”
试验回
路等。
另外,
印度和巴
西也½应用电力电子发展的要求而建立了
必要的试验手段。
     还没有½满足 IC标准要求的有关电力电子实验装½。
前,½内
本文就将
详细讨论大功率电
力电子装½试验回路建设工程中一个最基本与最核心的试验回
路— 温升试验装½的设计与实现。
该装½实际上就是一个可提供大电
流的单相、
高压、大功率实验电 其中,控制系统½为每个试验装½的神经中 对试验
源。
枢,
装½自 性½
身的 和调节特性具有十分重要的½用,
特别是
温升试验回路必须具备
较大的
控制灵活性,因为它不仅仅是用于温升试验,
还要提供辅助接口
½为过电
流 验、 成“ 工 试验的 助部分联合
试 合 全 况”
工½[ 。 过综 考 温升
2 经 合 虑, 试验
½
装½的测控回路最终确定为基于西门子公司的可编程序控制器 (L )和
PC
P O IU 现场总线技术的自
RF S
动化试验设备。
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第一章 绪论
11
. 温升试验装½的研发背景
    
力电子技术在高压直流输电 (VC、静止无功补偿器 (V )
HD )
SC 等领域已
广泛的应用。八十年代后期,为了充分利用己有的输电设备、有效地控制系统的
½流分布、提高对电力系统稳定性的控制½力,提出了 “
灵活交流输电技术
(AT) 并得到了
PCS ”
很快的发展。
可控串补 (CC、
TS) 新型无功发生器 (TTO )
SACM 
统一½流控制器 (PC
UF )等工业样机相继投运。九十年代中期,为解决日益突出
的电½质量间题,½外又提出了 “
用户电力 (½½½ ½) 技术,即把电力电
C½½ P½½ ”
½
子技术用在配电领域。属于这类技术的新型电力设备,如配电用新型静止无功补
偿器 (SACM、动态电压恢复器 〔V) 静止开关 (S)
DTTO
DR.
SB 等也相继投运。
½
然,½内
在此领域的
研究工½业已
全面展开,
½相关实用装½的发展速度不½人
意〔
½
综上所述,电力电子技术是½够给电力工业带来革½性进步的新技术,
    
½相
关实用装½的发展速度为什么会不½人意呢?其原因是多方面的其中非常重要的
一点就是研发环境和测试条件 (
试验基地)的发展相对迟缓,从而制约了电力电
子技术实用装½的发展。
所以说电力电子试验室的建设是电力电子技术在电力系
统中工程化应用的先决条件之一,按照 工C
E 有关标准,各类电力电子实用装½均
对相关的实验条件提出了具½的要求,即需要建设一个完备的大功率电力电子试
验基地。同时,试验基地中的试验装备 (
耐压试验装½、温升试验装½、过电流
试验装½以及合成 “
全工况”试验装½)建设又将进一步促进电力电子装½实用
化进程,特别是TS 工程的½产化。
CC
    
前该试验室建设的首要任务就是完成温升试验装½开发工½。这是由温升
试验装½的核心与基础地½所决定的。温升试验装½的核心地½是通过它在大功
率电力电子试验室中的½用来确立的。因为它一方面要负责被试品的温升试验,
即测试被试品在正常工½情况下的温度性½指标。另一方面它还将是进行过电流
试验、合成 “
全工况”
试验的辅助工具,否则将无法进行这两项试验。因此相对
而言温升试验装½的研发在整个试验基地的建设中更具基础性和必要性。
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12
. 温升试验装½研发的必要性和实½方案
121
.. 温升试验装½研发的必要性
随着电力电子产品在电力系统的广泛½用和对其所蕴含发展½力的深入挖
    
掘,
各类新问
题和新现象也不断出现。 ½晶闸管控制电
如:
抗器型 (C)
TR 和晶闸
管投切电容器型 (S)
TC 静止无功补偿装½ ( C 在输、 领域以
S )
配电
及工业用户
方面½有较大发展的同时,可发现这些技术相对简单,以晶闸管元件为基础的相
控型或投切型的设备中的SC
V 高压阀部件在运行过程中会承受热应力,热应力又
将½响它们的运行特性产生阀损耗。而提供阀损耗的阀部件又可½½热源考虑,
从而½成温升½响阀部件的操½性½。为了确保阀部件½在各种操½情况下正常
的运行,
需要对阀进行适½的设计,包括对热应力敏感部件提供充足的冷却和适
宜的布½川 而这些措½和方法最终还是需要通过温升试验,从实践的角度来验
证它们的有效性和正确性,即各类高压阀普通运行情况下的
温升性½指标是否正
常。
另外,由½家电力公司资助的
    
科研开发项目,CC
" S 控制系统即
可控硅阀
工业
装½研制” “
、 静止无功补偿器实用化技术的
研究”和 “
无弧调压技术的
研究”充
分表明 公司电 子技术在输配电
½电
力电
领域中 化应用的
工程
全面启动[ 其中
。 ,
TS 项目
CC
在结束了约两年左右的工程化开发后,
将直接应用于 50V
0K 输电线路以
增加线路的
传输½力,
如果没有必要的
试验手段实现工程化开发,
尤其是验证TR
高压阀部件的温升性½指标,
将不½保证TS 装½自
CC
身的可靠性,
而在没有经过
全面试验的情况下, TS 装½投入实际运行会给设备本身和电½安全带来极大
将 CC
的风险。
这一切½说明电力电子技术在我½电力系统应用的时机已经成熟,特别是
    
TS 工程化的迫切要求。
CC
均表明目
前需要½快开展相关试验设备的建设, 促进
大功率电 子装½在输配电领域的成功应用。因
力电
此温升试验装½的
研发工½就
½为 “
大功率电力电
子装½试验回路建设”
的主要内
容被提到试验设备建设的议
事日
程中来。
122
.. 温升试验装½研发的实½方案
通过进行广泛的资料调研,及时了
    
解½内外电力电子装½,尤其是温升试验
装½自
身和相应的试验方法的发展状况以及前沿动态。吸取½外温升试验装½建
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12
. 温升试验装½研发的必要性和实½方案
121
.. 温升试验装½研发的必要性
随着电力电子产品在电力系统的广泛½用和对其所蕴含发展½力的深入挖
    
掘,
各类新问
题和新现象也不断出现。 ½晶闸管控制电
如:
抗器型 (C)
TR 和晶闸
管投切电容器型 (S)
TC 静止无功补偿装½ ( C 在输、 领域以
S )
配电
及工业用户
方面½有较大发展的同时,可发现这些技术相对简单,以晶闸管元件为基础的相
控型或投切型的设备中的SC
V 高压阀部件在运行过程中会承受热应力,热应力又
将½响它们的运行特性产生阀损耗。而提供阀损耗的阀部件又可½½热源考虑,
从而½成温升½响阀部件的操½性½。为了确保阀部件½在各种操½情况下正常
的运行,
需要对阀进行适½的设计,包括对热应力敏感部件提供充足的冷却和适
宜的布½川 而这些措½和方法最终还是需要通过温升试验,从实践的角度来验
证它们的有效性和正确性,即各类高压阀普通运行情况下的
温升性½指标是否正
常。
另外,由½家电力公司资助的
    
科研开发项目,CC
" S 控制系统即
可控硅阀
工业
装½研制” “
、 静止无功补偿器实用化技术的
研究”和 “
无弧调压技术的
研究”充
分表明 公司电 子技术在输配电
½电
力电
领域中 化应用的
工程
全面启动[ 其中
。 ,
TS 项目
CC
在结束了约两年左右的工程化开发后,
将直接应用于 50V
0K 输电线路以
增加线路的
传输½力,
如果没有必要的
试验手段实现工程化开发,
尤其是验证TR
高压阀部件的温升性½指标,
将不½保证TS 装½自
CC
身的可靠性,
而在没有经过
全面试验的情况下, TS 装½投入实际运行会给设备本身和电½安全带来极大
将 CC
的风险。
这一切½说明电力电子技术在我½电力系统应用的时机已经成熟,特别是
    
TS 工程化的迫切要求。
CC
均表明目
前需要½快开展相关试验设备的建设, 促进
大功率电 子装½在输配电领域的成功应用。因
力电
此温升试验装½的
研发工½就
½为 “
大功率电力电
子装½试验回路建设”
的主要内
容被提到试验设备建设的议
事日
程中来。
122
.. 温升试验装½研发的实½方案
通过进行广泛的资料调研,及时了
    
解½内外电力电子装½,尤其是温升试验
装½自
身和相应的试验方法的发展状况以及前沿动态。吸取½外温升试验装½建
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