一種換流閥晶閘管級性能測試儀輔助接線裝置的設計

楊 洋

（南方電網超高壓輸電公司曲靖局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

構建特高壓交直流輸電主網架是形成西電東送、北電南送的能源配置格局的關鍵技術。該技術對于解決能源供應不足、優化資源配置、拉動經濟發展和防治環境污染等，具有顯著的綜合經濟效益和長遠的戰略意義[1]。換流閥作為高壓直流輸電系統中的核心設備，工作性能直接影響到輸電系統運行的可靠性與安全性[2]。晶閘管換流閥一般由幾十乃至上百級晶閘管串聯組成。晶閘管的正常運行直接影響著換流閥是否能夠安全可靠運行。

現有較多文章旨在通過對晶閘管級控制單元保護功能的測試研究或取能電路的工作特性實現晶閘管換流閥的優化，進而保證其運行性能。文獻[3]搭建了晶閘管反向恢復特性測試電路，研究了不同正向電流賦值條件下晶閘管反向恢復時間與電荷的變化規律。文獻[4]分析了晶閘管換流閥取能電路的工作特性，指出采用電容電流前饋、并網電流采用比例諧振和重復控制復合控制策略能夠有效優化取能電路的工作性能，提高換流閥工作的穩定性。

現有的文章通過優化換流閥的相關特性來保證系統的運行可靠性，但在實際運行中對大量晶閘管的工作性能的檢測不可忽視。現有大量不同型號的晶閘管測試儀如SIEMENS TPL687、西電ZX-3、DBC-013A等工作原理相仿，且在實驗室條件下對單個晶閘管測量具有較好的結果。但在，實際的高壓直流輸電系統中，大量的晶閘管串聯，采用常規接線，間距小，不易于操作人員人工接線。同時，接線過程中存在安全風險。此外，采用測量儀進行測量時，需要人工依次轉移晶閘管兩端的接線，效率極低，耗時長。針對以上存在的問題，本文提出一種基于晶閘管測量儀的簡易輔助測量裝置。該裝置通過插孔與測量儀相連，通過插針與被測原件相連，大大減少了測試過程中存在的反復接線的問題，有效提升了測量速度和效率。

1 晶閘管級測試儀的工作原理

晶閘管作為換流閥的核心設備，需要對其工作性能進行檢測。實際運用中通常采用晶閘管級測試儀檢測其性能，現以型號為DBC-013A晶閘管檢測儀為例簡述其工作原理，其主機和輔機的面板圖如圖1所示。

圖1 DBC-013A的主機和輔機面板圖

如圖1所示，測試儀中輔機面板中的采樣端子用來連接被測試品，將采樣電壓接線端子的“+”極連接晶閘管的陽極，“-”極連接晶閘管的陰極。面板中的“G、A、K”分別連接被測器件的門極、陽極和陰極。注意，連接時不要將采樣電壓接線直接接在“A、K”極引線或“A、K”接線端子的任何一點。檢查連接正確后打開電源，若被測試品性能完好，則“導通指示”燈亮；否則，暗。

2 簡易輔助接線裝置工作原理

針對換流閥晶閘管數量多、晶閘管之間間距小、不易人工接線且存在安全隱患的問題，本文提出一種基于換流閥晶閘管性能測試儀的簡易輔助接線裝置，接線裝置結構如圖2、圖3所示。

圖2 輔助接線裝置俯視圖

圖3 輔助接線裝置正面示意圖

圖2 、圖3中，橫向支撐桿、縱向支撐桿相互垂直連接，支撐整個短接裝置，保證插針能夠垂直準確地接在晶閘管的陰陽極。橫向支撐桿上設有兩個對稱的插孔，連接線通過插孔與插針相連。插針能夠在橫向支撐桿上平行滑動，可以根據實際晶閘管的間距調整準確接在晶閘管兩端，避免出現由于端子接線距離陰陽極中心過遠而出現的電流過大情況。為保證實驗人員的安全，橫向支撐桿與縱向支撐桿均選用絕緣材料。

如圖4所示，將測試儀的“+”“-”極采樣端分別連接在輔助接線裝置的左側和右側，其中測試線為雙絞線（避免兩線之間有其他線穿過）。測量時，操作人員將裝置的插針靠在晶閘管的兩端，由另一名操作人員打開測試儀，待測試儀顯示結果后，記錄該被測試件的電流、電壓等導通情況。若測出電壓為負值，則糾正連接極性即可；若測試儀的主機面板上的導通指示燈亮，則可說明所測晶閘管性能良好。通過此方法能夠快速測量晶閘管的性能。

圖4 使用輔助裝置的簡易示意圖

3 結 論

本文針對實際運行中存在問題，提出簡易輔助測量裝置。該裝置通過插孔與測量儀相連，通過插針與被測原件相連，具有一系列優點：針對系統中換流閥晶閘管之間距離較小的情況，插針較于測量儀采樣接線端子而言更小，且能夠在橫向支撐桿上靈活移動，能夠準確進行測量；適用范圍廣泛，不僅適用于多種不同測量儀，且適用于高壓直流輸電系統和直流融冰系統；通過插針進行測量，有效減少接線時間，同時采用絕緣材料有效保證操作人員的安全性。