(中国南方电网超高压输电公司大理局云南省大理市671000）
摘要：本文介绍一种直流融冰系统换流阀导通测试装置研制与现场应用技术，在介绍试验原理、接线和试验方法的基础上，通过应用实例演示具体操作方法和步骤，说明该方法在融冰系统换流阀导通测试工作中发现隐性故障处理和效果验证中的安全性和有效性。
关键词：换流阀；触发脉冲；导通测试
某换流站直流融冰装置可控硅阀组为荣信电力电子股份有限公司生产的TCR-V-75/13-W-P型阀组。该阀组由晶闸管及水冷散热器、阻尼电容、水冷电阻、TE板、触发光纤和回馈光纤等辅助设备组成，通过接收来自控制系统的信号，调节晶闸管触发角的大小，控制直流电流及直流电压。换流阀采用2个6脉动整流阀串联，阀厅内共有四座阀塔，每座阀塔有三层阀层，每层为一个阀桥，每个阀桥有11个晶闸管组成，每两座阀塔组成一个6脉动换流阀。晶闸管为电触发式，通过TE板接收来自控制柜的光脉冲信号，TE板进行光电转换后送触发脉冲给晶闸管触发导通。
1、融冰系统阀组相关知识介绍
1）单个阀组原理框图融冰系统单个阀组电气原理图如下所示：
图1单个阀组原理框图示意图
2）晶闸管串工作原理
每个晶闸管串是由于若干晶闸管串联的，因此要求它有一致的动态参数（开通时间、关断时间、反向恢复电荷）。否则就会造成其开通和关断的时间差异，形成了过振量。因而设计时应考虑：保证阀体中晶闸管在正常运行或过电压下，开通的电流冲击值不超过允许值、晶闸管上的电压过振量不大于30%。
图2晶闸管串外观图示意图
3）TE板的工作原理：TE板是由辅助电源1、触发逻辑1、反馈通道、BOD保护四部分组成。如图所示：
图3TE板功能示意图
辅助电源是从RC阻容回路中取得能量，并转化为60V左右的直流电压，作为TE板的工作电源。
触发逻辑是接收来自脉冲柜的编码光信号，通过光电转换，转换成电信号，再进行解码，通过逻辑判断和驱动放大，触发可控硅。
BOD触发是晶闸管的一个过电压保护元件，BOD作为晶闸管的重要的保护器件。BOD的参数是根据晶闸管的实际电压等级选取的，晶闸管的电压越高，选取的BOD的转折电压越高。BOD回路是通过乔式电路和二极管的单方向性来分别控制一对反并联的晶闸管，当触发通道发生故障时，未能触发开晶闸管时，晶闸管的两端电压迅速上升，当达到某一定电压值时，BOD迅速击穿，使其回路瞬间产生很大电流的能量，使晶闸管进行二次触发，在晶闸管电压击穿之前紧急触发，从而保护了晶闸管，并同时发出BOD动作的反馈信号。
反馈通道是触发逻辑1、BOD紧急触发的反馈信号进行电光转换，再通过光纤传送到脉冲柜，进行故障检测。
2、融冰系统换流阀导通测试装置
1）装置电气原理图
融冰系统换流阀导通试验是在晶闸阀体处于检修状态条件下，通过在控制保护屏柜上模拟输入母线电压和断路器合闸信号，即阀组支路处于投运状态，使用融冰系统换流阀导通测试装置对阀组中的某一个组件施加220V交流低电压，通过控制系统人为发出触发脉冲，检测这个组件的导通情况，并观察相关指示信号（示波器显示面板上波形图案）来判断该组件的零配件是否全部完好。测试电气原理图如下所示：
图4装置电气原理图
2）装置概念图
本项目测试概念图如下所示：
图5融冰系统换流阀导通测试装置测试概念图
经过反复设计并修改，最终确定本项目研制的融冰系统换流阀导通测试装置包括测试箱体和测试手柄两部分。
3)装置设计图
经过反复设计并修改，最终确定本项目研制的融冰系统换流阀导通测试装置包括测试箱体和测试手柄两部分。
如图6、7所示，测试盒包括箱体13、箱盖14和面板12，面板12包括第一散热器1、断路器2、接线柱3、电阻4、第二散热器5、母插6，电源指示灯7、示波器8、收纳盒9，箱体13侧面设置散热孔10，箱体13和箱盖14采用合页11进行连接。
图6融冰系统换流阀导通测试装置箱体外部示意图
图7箱体内部示意图
装置现场实物图。
图8装置面板示意图
图9测试手柄示意图
3、融冰系统换流阀导通测试装置现场使用方法
具体测试过程如下：
1）将融冰系统断路器进行合闸，并施加触发脉冲。
图10控制柜施加触发脉冲示意图
图11断路器合闸示意图
图12触手阀片放置位置示意图
图13装置接线示意图
2）将示波器探笔射频线根据实际使用需求与仪器面板上的示波器接线柱相连接，确认触手与示波器连接无误后，闭合仪器总电路断路器，示波器接通电源启动后按照示波器使用说明书操作对示波器探笔进行校准（此过程禁止触手导通电源线与仪器连接且220V导通电源断路器禁止闭合）。将测试专用手柄按照图13进行接线，校准完成后将触手电源线与仪器相连接，一人握住触手把柄将触手前端放置在阀片待测位置，使铜棒与阀体保持接触，确认接触良好后，闭合断路器给阀体通电，不要触碰阀体及任何电气裸露部分。铜棒触碰如图12所示：
3）触手手柄下压保证示波器探头尖端与测试阀片接触。另一人观察示波器波形，待示波器波形稳定后对阀体状态进行判定。波形为图14则为正确。
图14正确波形示意图
4）完成上述动作后，若现场允许可直接测试下一阀片时，需先将220V导通电源控制断路器断开再对触手进行移动。
5）结束时断开断路器开关，拔出电源插头，将试验工具收好，并恢复其他装置的电气连接。
4、结语
此装置节省人力成本，减小人身安全隐。不需要人力加持，只需将装置的把手卡在晶闸管两端即可，操作简便。解决了因空间狭小，手持接线造成的人员触电风险。节省时间成本，保障设备安全。保证工作质量的同时，极大提高工作效率。节约设备更换成本。通过本仪器进行晶闸管、TE板进行测试，可提前发现晶闸管故障，并进行提前处理，防止晶闸管发生雪崩击穿，确保融冰装置安全稳定运行，经济效益显著。本研制的换流阀导通试验专用仪器可根据实际情况通过对晶闸管阀片进行实时状态检测，同时对阀片自身状态进行判断，及时发现设备故障问题，及早处理，保障融冰装置稳定运行，避免电网遭受冰雪灾害破坏，有利于电网的稳定运行。
参考文献
[1]朱建平.SVC阀组低压导通试验方法及其应用[A].2018:7.
[2]曾智翔,王贵山等.直流融冰兼SVC装置阀组检修方法研究[J].电器开关,2015:5.