直流站換流變壓器帶負(fù)荷測(cè)試方法

張 劍，肖宇華，袁宇波，黃浩聲，張佳敏，李 鵬

(1．江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京211103；2.南京供電公司，江蘇南京210019)

1 無(wú)功計(jì)算方法

在傳輸10%的額定有功時(shí)，計(jì)算各CT二次側(cè)電流之前首先需要計(jì)算換流站吸收的無(wú)功。無(wú)功計(jì)算方法如下。六脈動(dòng)整流器理想空載直流電壓[1]為：

式中：U1為換流變壓器閥側(cè)繞組空載線電壓有效值。由式（1）可得：

當(dāng)整流站交流母線上裝設(shè)性能完好的濾波器時(shí)，可以認(rèn)為諧波電流均被濾波器所吸收，流入交流系統(tǒng)的為基波電流，此時(shí)換流器的功率因數(shù)可近似認(rèn)為是基波電壓和基波電流的相位差φ1角所決定的cosφ1，在忽略整流器損耗的情況下，整流器交流側(cè)的基波有功功率等于其直流功率，可用下式表示[2]：

式中：P1為交流側(cè)基波功率；Pd1整流側(cè)的直流功率；Ud1為整流側(cè)的直流電壓；Id為整流側(cè)的直流電流。由式（3）可得：

當(dāng)忽略換相過(guò)程時(shí)，六脈動(dòng)整流器閥的導(dǎo)通順序?yàn)椋?，1），（1，2），（2，3），（3，4），（4，5），（5，6），（6，1）等，每組閥的導(dǎo)通角為60°[3，4]，當(dāng)閥1導(dǎo)通時(shí)，換流變閥側(cè)A相繞組向換流器注入的電流近似為Id；當(dāng)閥4導(dǎo)通時(shí)，換流變閥側(cè)A相繞組向換流器注入的電流近似為-Id；其余時(shí)刻換流變閥側(cè)A相繞組向換流器注入的電流近似為0。一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)換流變閥側(cè)A相電流波形如圖1所示。

圖1 換流變閥側(cè)A相繞組波形

采用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)可得換流變閥側(cè)A相電流基頻峰值為：

換流變閥側(cè)A相電流基波電流的有效值為：

由式（6）可得：

(1)將校友資源納入學(xué)校人力資源規(guī)劃。對(duì)高校來(lái)說(shuō)，與其四處搜羅人才，毋寧從校友資源挖掘著手，把校友資源作為學(xué)校人力資源的重要組成來(lái)對(duì)待。把知名校友請(qǐng)回來(lái)，回歸母校工作或者是是邀請(qǐng)他們回校講學(xué)、參加學(xué)術(shù)交流、專題座談也好，因?yàn)樗麄兇蠖嘣诘谝痪€工作，可以為母校帶來(lái)新信息、新思想并可為學(xué)校獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。此外，關(guān)注海外校友的工作狀態(tài)，積極互通有無(wú)，邀請(qǐng)他們進(jìn)行專業(yè)講座與論壇，給學(xué)校的教學(xué)科研帶來(lái)國(guó)際的新鮮資訊，促進(jìn)母校教學(xué)與人才培養(yǎng)的不斷進(jìn)步與完善。

將式（2）、（7）代入式（4）可得：

由式（8）可得：

整流器吸收的無(wú)功為：

同理，對(duì)于逆變側(cè)有：

式中：Pd2為逆變側(cè)傳輸?shù)挠泄Γ沪?為逆變器交流側(cè)的基波電壓、電流的相角差；Ud2為逆變側(cè)的直流電壓；Ud02為逆變器直流側(cè)空載直流電壓。

政平換流站為十二脈波換流器，直流線路電壓為515 kV與500 kV，計(jì)算即得Ud01為541.62 kV，Ud1為515 kV，Ud2為500 kV。根據(jù)式（10）、（11），可以得到當(dāng)傳輸有功為300 MW時(shí)，整流站吸收的無(wú)功為96.7 MV·A，逆變站吸收的無(wú)功為124.7 MV·A，換流站吸收的總的無(wú)功為221.4 MV·A。政平換流站在傳輸不同有功時(shí)無(wú)功的測(cè)量值與理論計(jì)算值如表1所示，計(jì)算誤差如圖2所示，由圖2可以看出，最大誤差為13%，最小誤差為0.5%，在工程上滿足精度要求。

圖2 政平換流站無(wú)功計(jì)算值與實(shí)測(cè)值誤差

2 CT二次側(cè)電流計(jì)算方法

政平換流站極ⅠCT配置如圖3所示，各CT二次側(cè)電流的計(jì)算方法如式（15）所示。

式中：P，Q分別為換流站注入交流系統(tǒng)的有功、無(wú)功；U為交流母線電壓；K為CT變比；政平換流變極Ⅰ各CT二次側(cè)電流的測(cè)量值與理論計(jì)算值如表2所示。政平換流站CT的配置情況如圖3所示。

圖3 政平換流站極ⅠCT的配置

表2 政平換流站極ⅠCT的測(cè)量值與理論值

可見(jiàn)，各CT二次側(cè)電流的測(cè)量值與理論計(jì)算值符合較好，從而驗(yàn)證了CT的極性與變比的正確性。

3 結(jié)束語(yǔ)

推導(dǎo)了換流站傳輸不同有功時(shí)無(wú)功的計(jì)算方法，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的正確性。提出了CT二次側(cè)電流的計(jì)算方法，通過(guò)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證了政平換流站CT極性與變比的正確性。

[1]陳 堅(jiān).電力電子學(xué)[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.

[2]趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].2版.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[3]馮玉生，李 宏.電力電子變裝置典型應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]王兆安，黃 俊.電力電子技術(shù)[M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.