一种换流阀晶闸管级性能测试仪辅助接线装置的设计

杨 洋

（南方电网超高压输电公司曲靖局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

构建特高压交直流输电主网架是形成西电东送、北电南送的能源配置格局的关键技术。该技术对于解决能源供应不足、优化资源配置、拉动经济发展和防治环境污染等，具有显著的综合经济效益和长远的战略意义[1]。换流阀作为高压直流输电系统中的核心设备，工作性能直接影响到输电系统运行的可靠性与安全性[2]。晶闸管换流阀一般由几十乃至上百级晶闸管串联组成。晶闸管的正常运行直接影响着换流阀是否能够安全可靠运行。

现有较多文章旨在通过对晶闸管级控制单元保护功能的测试研究或取能电路的工作特性实现晶闸管换流阀的优化，进而保证其运行性能。文献[3]搭建了晶闸管反向恢复特性测试电路，研究了不同正向电流赋值条件下晶闸管反向恢复时间与电荷的变化规律。文献[4]分析了晶闸管换流阀取能电路的工作特性，指出采用电容电流前馈、并网电流采用比例谐振和重复控制复合控制策略能够有效优化取能电路的工作性能，提高换流阀工作的稳定性。

现有的文章通过优化换流阀的相关特性来保证系统的运行可靠性，但在实际运行中对大量晶闸管的工作性能的检测不可忽视。现有大量不同型号的晶闸管测试仪如SIEMENS TPL687、西电ZX-3、DBC-013A等工作原理相仿，且在实验室条件下对单个晶闸管测量具有较好的结果。但在，实际的高压直流输电系统中，大量的晶闸管串联，采用常规接线，间距小，不易于操作人员人工接线。同时，接线过程中存在安全风险。此外，采用测量仪进行测量时，需要人工依次转移晶闸管两端的接线，效率极低，耗时长。针对以上存在的问题，本文提出一种基于晶闸管测量仪的简易辅助测量装置。该装置通过插孔与测量仪相连，通过插针与被测原件相连，大大减少了测试过程中存在的反复接线的问题，有效提升了测量速度和效率。

1 晶闸管级测试仪的工作原理

晶闸管作为换流阀的核心设备，需要对其工作性能进行检测。实际运用中通常采用晶闸管级测试仪检测其性能，现以型号为DBC-013A晶闸管检测仪为例简述其工作原理，其主机和辅机的面板图如图1所示。

图1 DBC-013A的主机和辅机面板图

如图1所示，测试仪中辅机面板中的采样端子用来连接被测试品，将采样电压接线端子的“+”极连接晶闸管的阳极，“-”极连接晶闸管的阴极。面板中的“G、A、K”分别连接被测器件的门极、阳极和阴极。注意，连接时不要将采样电压接线直接接在“A、K”极引线或“A、K”接线端子的任何一点。检查连接正确后打开电源，若被测试品性能完好，则“导通指示”灯亮；否则，暗。

2 简易辅助接线装置工作原理

针对换流阀晶闸管数量多、晶闸管之间间距小、不易人工接线且存在安全隐患的问题，本文提出一种基于换流阀晶闸管性能测试仪的简易辅助接线装置，接线装置结构如图2、图3所示。

图2 辅助接线装置俯视图

图3 辅助接线装置正面示意图

图2 、图3中，横向支撑杆、纵向支撑杆相互垂直连接，支撑整个短接装置，保证插针能够垂直准确地接在晶闸管的阴阳极。横向支撑杆上设有两个对称的插孔，连接线通过插孔与插针相连。插针能够在横向支撑杆上平行滑动，可以根据实际晶闸管的间距调整准确接在晶闸管两端，避免出现由于端子接线距离阴阳极中心过远而出现的电流过大情况。为保证实验人员的安全，横向支撑杆与纵向支撑杆均选用绝缘材料。

如图4所示，将测试仪的“+”“-”极采样端分别连接在辅助接线装置的左侧和右侧，其中测试线为双绞线（避免两线之间有其他线穿过）。测量时，操作人员将装置的插针靠在晶闸管的两端，由另一名操作人员打开测试仪，待测试仪显示结果后，记录该被测试件的电流、电压等导通情况。若测出电压为负值，则纠正连接极性即可；若测试仪的主机面板上的导通指示灯亮，则可说明所测晶闸管性能良好。通过此方法能够快速测量晶闸管的性能。

图4 使用辅助装置的简易示意图

3 结 论

本文针对实际运行中存在问题，提出简易辅助测量装置。该装置通过插孔与测量仪相连，通过插针与被测原件相连，具有一系列优点：针对系统中换流阀晶闸管之间距离较小的情况，插针较于测量仪采样接线端子而言更小，且能够在横向支撑杆上灵活移动，能够准确进行测量；适用范围广泛，不仅适用于多种不同测量仪，且适用于高压直流输电系统和直流融冰系统；通过插针进行测量，有效减少接线时间，同时采用绝缘材料有效保证操作人员的安全性。