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| CN201130240Y | 2008-10-08 | |||
| CN1834670A | 2006-09-20 | |||
| CN1834677A | 2006-09-20 |
沈阳科苑专利商标代理有限公司 (CN)
| 权 利 要 求 书 1. 用于可控硅阀组检测的实验站， 包括用于连接被检测可控硅阀组（3 ) 的接地 母线（1 )、等电位母线（2)、直流电压源（4)、第一组电容器（5 )、 电压振荡回路（6)、 电流回路（8)和分别连接在接地母线 （1 )与等电位母线 （2)之间的冲击回路（9)、 分布电容回路（10)，其特征在于，直流电压源（4)的零极通过第二个电流互感器（16) 与接地母线 （1 )连接， 输出端分别连接第一组电容器（5 )和按顺序串联连接的第一 个保护电抗器 （11 )、 整流环节 （7)、 第二个保护电抗器 （12); 第一组电容器 （5 ) 的零极连接直流电压源（4)的零极； 整流环节（7)的输出端连接电压振荡回路（6); 电压振荡回路 （6) 的另一端与等电位母线 （2) 连接； 电流回路 （8 ) 的一个输出端 连接等电位母线（2)， 另一个输出端通过第一个电流互感器（15 )连接接地母线（1 ); 系统电压输入到直流电压源 （4)和电流回路（8) 中， 并通过电压互感器（14)输入 到控制系统（13 ) 中； 控制系统（13 ) 的输入端还连接第一个电流互感器（15 )和第 二个电流互感器（16) 的输出端， 输出端分别连接被检测可控硅阀组（3 )、 电压振荡 回路 （6)、 整流环节 （7) 和电流回路 （8)。 2. 根据权利要求 1所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述直 流电压源 （4)包括按顺序串联连接的第一个二极管单元（19)、 自耦变压器（21 )和 第二个二极管单元 （20); 自耦变压器 （21 ) 的二次绕组的两个输出端分别连接第一 个二极管单元（19) 的正极端和第二个二极管单元（20) 的负极端， 一次绕组输入系 统电压； 第二个二极管单元（20) 的负极端连接零极； 第一个二极管单元（19) 的负 极端和第二个二极管单元 （20) 的正极端分别为该直流电压源 （4) 的正负输出端。 3. 根据权利要求 1所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述第 一组电容器（5 ) 中第一个电容器单元（22) 的两端连接直流电压源 （4) 的正输出端 和零极， 第二个电容器单元 （23 ) 的两端连接零极和直流电压源 （4) 的零极和负输 出端。 4. 根据权利要求 3所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述第 一组电容器 （5 ) 中的电容器为双方向极性。 5. 根据权利要求 1所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述整 流环节 （7) 串联连接的第二个可控硅阀组 （29)和第三个可控硅阀组 （30)， 二者的 连接点做为整流环节（7) 的输出端连接电压振荡回路（6)， 第二个可控硅阀组（29) 的另一端连接第一个保护电抗器 （11)， 第三个可控硅阀组 （30) 的另一端连接第二 个保护电抗器 （12)。 6. 根据权利要求 5所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述第 二个可控硅阀组（29)和第三个可控硅阀组（30)均包括成对的正反并联的可控硅和 二极管； 其中， 第二个可控硅阀组（29) 中的可控硅（31) 的负极连接第一个保护电抗器 (11)， 门极连接控制系统（13); 第三个可控硅阀组 （30) 中的可控硅（31) 的正极 连接第二个保护电抗器 （12)， 门极连接控制系统 （13)。 7. 根据权利要求 1所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述电 压振荡回路（6)包括按顺序串联连接的第一个可控硅阀组 （26)、 电抗器（25)和第 二组电容器 （24); 其中， 第二组电容器 （24) 的另一端连接整流环节 （7) 的输出端； 第一个可控 硅阀组 （26) 的另一端连接等电位母线 （2); 第一个可控硅阀组 （26)包括正反并联 的可控硅， 两个可控硅的门极连接控制系统 （13)。 8. 根据权利要求 1所述的用于可控硅阀组检测的实验站， 其特征在于， 所述电 流回路（8)包括按顺序串联连接的第四个可控硅阀组 （35)、 限流电抗器（34)和变 压器 （33); 限流电抗器 （34) 和变压器 （33) 的串联结构还并联有保护回路 （38); 其中， 第四个可控硅阀组 （35) 的一端连接等电位母线 （2)， 另一端连接限流 电抗器 （34); 限流电抗器 （34) 的另一端连接变压器 （33) 二次绕组的一端； 变压 器（33)二次绕组的另一端连接第一个电流互感器（15)， 其一次绕组输入系统电压； 第四个可控硅阀组 （26) 包括正反并联的可控硅， 两个可控硅的门极连接控制系统 (13)。 |
本发明涉及一种可以当成正反并联可控硅阀组 TCR、 异步电机软启动及其它设 备的等效电流源和电压源使用， 并对其进行实验的实验站。
背景技术
众所周知，用于可控硅阀组 HVDC实验检测装置（专利 ABB IPN: WO 02/067003 A1，IPC: G01R31/333 ) 包括被测阀组 Vt， 电流源 CUS， 电压源 VOS， 电压振荡回路 (Cs, L2 H Va5), 脉冲形成器 IG和其它环节。 此实验检测装置接线只针对单向可控硅 阀组而言。
用于 TCR可控硅阀组检测实验台（Baoliang Sheng, Senior Member, IEEE: Marcio Oliveira, Member, IEEE; Hans-Ola Bjarme, " Synthetic Test Circuits for the Operational Tests of TCR and TSC Thyristor Valves" . - IEEE-PES T&D Conference, Chicago, Illinois, USA, April 21-22, 2008)， （参见该文中的 Fig.l )， 包括用于连接被测阀组 (Vtl+/Vtl-)的接地母线和等电位母线， 单极性的直流电压源 (DC Source), 连接在直流 电压源输出端第一组电容器组 C2， 在电压振荡回路中串联有第二组电容器组 Cs， 电 抗器组 L1和第一个可控硅阀组 Va3/Va4， 第二个输出端连接在接地母线上。 同时还 包括有串连在第一组电容器 C2上的可控硅阀组 Va2 和电抗器 L2， 与之并联的电压 振荡回路中电容器组 Va2。 除此之外还有电流回路 (G/Lg， Ls， Val+/Val-)和包含有并 联被检测可控硅阀组冲击回路 (Imp. Gen.) Vtl+/Vtl-。
此实验台在电压振荡回路不平衡工作时存在有 严重不足， 即： 当第二组电容器组 Cs再次充电时由第一组电容器组 C2经过可控硅阀组 Va2和电抗器 L2只有单极性电 压。 同样的， 在被检测可控硅阀组 Vtl+/Vtl 电流周波和电压周波上也是如此， 并且 正极和负极上的参数会不一致。除此之外， 电压振荡回路不能保证实验台长时间对被 检测可控硅阀组 Vtl+/Vtl进行实验， 只能进行时间约为系统电压半个周波的长度检 测； 第二组电容器组 Cs再次充电时每个周波都需要补充时间并且要 证可控硅阀组 Va2的安全切除。 结论即： 此种方法不能实现在整流过电压尖峰时投入被 检测可控硅 阀组 Vtl+/Vtl-。 并且它还有另一个严重的不足， 即直流电压源 （DC Source)和第一 组电容器 C2必须保持高电压 （达到 80kV)， 可控硅阀组 Va2的再次充电是这个电压 的两倍。 发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供 一种可对单方向不对称可控硅阀组 和双方向对称可控硅阀组进行实验，并能够扩 大实验负载特性的一种用于可控硅阀组 检测的实验站。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是： 用于可控硅阀组检测的实验站，包 括用于连接被检测可控硅阀组的接地母线、等 电位母线、直流电压源、第一组电容器、 电压振荡回路、 电流回路和分别连接在接地母线与等电位母线 之间的冲击回路、分布 电容回路， 直流电压源的零极通过第二个电流互感器与接 地母线连接，输出端分别连 接第一组电容器和按顺序串联连接的第一个保 护电抗器、整流环节、第二个保护电抗 器； 第一组电容器的零极连接直流电压源的零极； 整流环节的输出端连接电压振荡回 路； 电压振荡回路的另一端与等电位母线连接； 电流回路的一个输出端连接等电位母 线， 另一个输出端通过第一个电流互感器连接接地 母线； 系统电压输入到直流电压源 和电流回路中， 并通过电压互感器输入到控制系统中； 控制系统的输入端还连接第一 个电流互感器和第二个电流互感器的输出端， 输出端分别连接被检测可控硅阀组、 电 压振荡回路、 整流环节和电流回路。
所述直流电压源包括按顺序串联连接的第一个 二极管单元、自耦变压器和第二个 二极管单元； 自耦变压器的二次绕组的两个输出端分别连接 第一个二极管单元的正极 端和第二个二极管单元的负极端， 一次绕组输入系统电压； 第二个二极管单元的负极 端连接零极；第一个二极管单元的负极端和第 二个二极管单元的正极端分别为该直流 电压源的正负输出端。
所述第一组电容器中第一个电容器单元的两端 连接直流电压源的正输出端和零 极， 第二个电容器单元的两端连接零极和直流电压 源的零极和负输出端。
所述第一组电容器中的电容器为双方向极性。
所述整流环节串联连接的第二个可控硅阀组和 第三个可控硅阀组，二者的连接点 做为整流环节的输出端连接电压振荡回路，第 二个可控硅阀组的另一端连接第一个保 护电抗器， 第三个可控硅阀组的另一端连接第二个保护电 抗器。
所述第二个可控硅阀组和第三个可控硅阀组均 包括成对的正反并联的可控硅和 二极管； 其中，第二个可控硅阀组中的可控硅的负极连 接第一个保护电抗器， 门极连接控 制系统； 第三个可控硅阀组中的可控硅的正极连接第二 个保护电抗器， 门极连接控制 系统。
所述电压振荡回路包括按顺序串联连接的第一 个可控硅阀组、电抗器和第二组电 容器；
其中，第二组电容器的另一端连接整流环节的 输出端； 第一个可控硅阀组的另一 端连接等电位母线； 第一个可控硅阀组包括正反并联的可控硅， 两个可控硅的门极连 接控制系统。
所述电流回路包括按顺序串联连接的第四个可 控硅阀组、 限流电抗器和变压器； 限流电抗器和变压器的串联结构还并联有保护 回路；
其中， 第四个可控硅阀组的一端连接等电位母线， 另一端连接限流电抗器； 限流 电抗器的另一端连接变压器二次绕组的一端； 变压器二次绕组的另一端连接第一个电 流互感器， 其一次绕组输入系统电压； 第四个可控硅阀组包括正反并联的可控硅， 两 个可控硅的门极连接控制系统。
本发明具有以下优点：
1. 可对单方向不对称可控硅阀组和双方向对称可 控硅阀组进行实验。
2. 扩大了实验的负载特性。
3. 保证了被检测可控硅阀组电流周波和电压周波 的平衡性。
4. 简化了复杂的实验设备， 提高了实验的安全运行状态。 附图说明
图 1为用于检测可控硅阀组的实验站电气接线原 图；
图 2， 3， 4为实验站工作原理的时序图。 具体实施方式 下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详 细说明。
在图 1中实验站的电气接线图包括： 接地母线 1和等电位母线 2， 被检测可控硅 阀组 3， 直流电压源 4， 第一组电容器 5， 电压振荡回路 6， 整流环节 7， 电流回路 8， 冲击回路 9， 分布电容回路 10， 第一个保护电抗器 11和第二个保护电抗器 12， 控制 系统 13， 电压互感器 14， 第一个电流互感器 15和第二个电流互感器 16。
被检测可控硅阀组 3的两个可控硅是正反并联形式： 正方向可控硅 17的阳极连 接等电位母线 2， 阴极连接接地母线 1， 门极连接控制系统 13的 3+输出端； 反方向 可控硅 18的阳极连接接地母线 1， 阴极连接等电位母线 2， 门极连接控制系统 13的 3-输出端。 直流电压源 4输出端的正方向标识为 PV (输出电压 + )； 负方向标识为 NV
(输出电压- ^ ); 零极标识为 MV， 通过第二个电流互感器 16连接接地母线 1。第 一个二极管单元 19的负极端为 PV， 正极端连接自耦变压器 21二次绕组的一个输出 端。 自耦变压器 21 的一次绕组输入系统电压 V^ l/) , 二次绕组的另一个输出端连接 零极 MV。 第二个二极管单元 20的负极端连接零极 MV， 正极端为 NV。 第一组电容器 5正极标识为 PV， 连接 + 负极标识为 NV， 连接一 零极 标识为 MV， 连接直流电压源 4的零极 MV。第一组电容器 5由第一个电容器单元 22 和第二个电容器单元 23串联组成。 第一个电容器单元 22的一端连接 PV， 另一端连 接零极 MV。 第二个电容器单元 23的一端连接零极 MV， 另一端连接 NV。
整流环节 7的输出标识为 OUT; 正极标识为 PV， 通过第一个保护电抗器 11连 接 + 负极标识为 NV， 通过第二个保护电抗器 12连接一 。 整流环节 7由第二 个可控硅阀组 29和第三个可控硅阀组 30串联组成。 第二个可控硅阀组 29的一端连 接 PV， 另一端连接 0UT。 第三个可控硅阀组 30的一端连接 OUT, 另一端连接 NV。 第二个可控硅阀组 29和第三个可控硅阀组 30均由正反并联的可控硅和二极管组成。 第二个可控硅阀组 29中， 可控硅 31的阳极和二极管 32的阴极连接 PV， 可控硅 31 的阴极和二极管 32的阳极连接 OUT, 可控硅 31的门极连接控制系统 13的 7+输出 端。 第三个可控硅阀组 30中， 可控硅 31的阳极和二极管 32的阴极连接 OUT, 可控 硅 31的阴极和二极管 32的阳极连接 NV， 可控硅 31的门极连接控制系统 13的 7+ 输出端。
电压振荡回路 6包括按顺序串联连接的第一个可控硅阀组 26、 电抗器 25和第二 组电容器 24。 第二组电容器 24的一端连接整流环节 7的 OUT, 另一端连接电抗器 25。 电抗器 25的另一端连接第一个可控硅阀组 26。 第一个可控硅阀组 26的另一端 连接等电位母线 2。 第一个可控硅阀组 26的两个可控硅是正反并联形式： 正方向可 控硅 27的阳极和反方向可控硅 28的阴极连接电抗器 25， 正方向可控硅 27的阴极和 反方向可控硅 28的阳极连接等电位母线 2;正方向可控硅 27的门极连接控制系统 13 的 6+输出端， 反方向可控硅 28的门极连接控制系统 13的 6-输出端。
电流回路 8包括按顺序串联连接的第四个可控硅阀组 35、 限流电抗器 34和变压 器 33。 第四个可控硅阀组 35的一端连接等电位母线 2， 另一端连接限流电抗器 34。 限流电抗器 34的另一端连接变压器 33的二次绕组。 变压器 33二次绕组的另一端通 过第一个电流互感器 15连接接地母线 1。 限流电抗器 34和变压器 33的串联结构还 并联有保护回路 38。保护回路 38可以为 RC回路。第四个可控硅阀组 35的两个可控 硅是正反并联形式：正方向可控硅 36的阳极和反方向可控硅 37的阴极连接限流电抗 器 34， 正方向可控硅 36的阴极和反方向可控硅 37的阳极连接等电位母线 2; 正方向 可控硅 36的门极连接控制系统 13的 8+输出端， 反方向可控硅 37的门极连接控制系 统 13的 8-输出端。
冲击回路 9由电流脉冲发生器或电压脉冲发生器组成， 端分别连接等电位母线 2和接地母线 1。
分布电容回路 10的两端分别连接等电位母线 2和接地母线 1。
控制系统 13为带有程序芯片的模拟 -数字系统。输入端分别连接第一个电流互感 器 15、 第二个电流互感器 16和电压互感器 14的输出端； 输出端连接 3+、 3-、 6+、
6-、 7+、 7-、 8+、 8 电压互感器 14输入系统电压 Vw( 。
在时序图 2， 3， 4中， e(t) -电压振荡回路 6中的电动势， 等于第一组电容器 5中的第一个 22单元或 者第二个 23单元与第二组电容器 24的电压值。 在第一个保护电抗器 11和第二个保 护电抗器 12电感为零时， 等于图 1中节点 E的电压 v (/) ; V S -第一组电容器 5的正方向或者负方向上的幅值电压；
-电压振荡回路 6的电流， 图中^为该电流的脉冲步长； -被检测可控娃阀组 3的电流；
V T {t) -被检测可控娃阀组 3的电压；
3+和 3-， 6+和 6-， 7+和 7-为控制脉冲， 分别与被检测可控硅阀组 3， 电压振荡 回路 6和整流环节 7的正极 （+ ) 与负极 （-) 方向相对应；
t -实际时间值；
t 0 , t x , t 2 , …-时间读数点。
在图 2中，
V 24 (/)表示第二组电容器 24的电压， 图中^)， V x , V 4 和 表示第二组电容 器 24在时间 ^， t x , 和 5 的电压值；
V 21 (/)表示在自耦变压器 21二次绕阻上的电压；
2 2 ( H V 23 (/)表示第一组电容器 5中， 第一个电容器单元 22和第二个电容 器单元 23的电压， 图中 H AV S5 表示第一个电容器单元 22和第二个电容器 单元 23的放电电压值；
v (/。— )和 v E (t 4 _)表示 v E (t)在时间 t 0 _ 和 t 4 _ 的值 ( t 0 _→t 0 ^ t 4 - → U '并且 < H t 4 _ < t 4 , 下述所提到的都与这里的解释相同)；
E x =eft)和 5 =e( 5 )表示电压振荡回路 6 中整流的电动势 （曲线 和 ¼。( 0-)和¼。( 4-)表示分布电容回路 10在时间点^)—和 —的电压， 1 Η 5表示被检测可控硅阀组 3在它的过电压时切断的幅值 （曲线 V r (/))。
在图 3和图 4中，
v26< )表示第一个可控娃阀组 26 的电压， 这里 ν 26 (/ 4 _) = ν (/ 4 _) ，
¾(^10-)=^(^10-)；
^(/)表示电流回路 8 中的电流；
8+和 8-表示在电流回路 8中的正方向 （+) 和负方向 （-)；
电压振荡回路 6 的整流电动势在稳定状态工作 （曲线 和 (；)-只在图 3 中）；
V M 表示在电压振荡回路 6处于稳定工作状态时，被检测可控硅阀组 3在过电压 时的幅值 （曲线 为了简化电流曲线 z' c (/)， 和 没有画出切断可控 阀组反方向波型 曲线。 在图 2中， 为方便观看， 按比例尺放大画出曲线 V 21 (/)， V 22 (t) 和 V 23 (/)。
本发明的实验站通过以下方式对被检测可控硅 阀组 3进行检测。电压振荡回路 6， 电流回路 8和冲击回路 9是实验站独立发挥作用的， 它们也取决于控制系统 13的工 作状态； 电压的同步信号为系统的 1 ι (/)， 电流同步信号为电流回路 8中的 ^( )和 电压振荡回路 6中的 ( )， 它们与电压互感器 14的输出端和第一个电流互感器 15 和第二个电流互感 16互相联系。 按不同的工作状态以时序图 2， 3， 4的工作曲线由 信号 3+， 3-, 6+， 6-, 7+， 7-， 8+， 8-进到控制系统 13的输入端。 这些工作状态给 出了各种不同的工作程序。实验站在对工作分 析时必须遵循下列条件： 第一组电容器
5中的 22单元和 23单元中的电容值 C 22 H C 23 要比第二组电容器 24的电容值 C 24 大得多， 即： C 22 = C 2i = C s » C 24 o 用于整流环节 7 限事故电流的第一个保护 电抗器 11 和第二个保护电抗器 12 的电感量数值 u 和 ^ 12 远远小于电抗器 25 ( 25 ) 的数值，即： 11 = 12 « 25。 第一组电容器 5中的 22单元和 23单元的 充电是由直流电压源 4 的两极性方向得到的， 电压等于零， 电压为 + 和一 ， 可控硅阀组的整流要在时间间隔之前完成。
实验站的特殊之处就在于通过简单的方式来完 成所有的功能，被检测可控硅阀组
3的整流是通过电压振荡回路 6来实现的（见时序图 2)，就是说在电流回路 8输入端 没有控制脉冲 8+和 8-， 流过的电流为 ^(/) = 0 (时序图 2中没有显示）。 在时间点 为 _时 （时序图 2) 由第一个可控硅阀组 26中的 28反方向回路通过脉冲 6-打开。 使在第二组电容器 24的电压在此时为 V 24 (/ Q _)=- Q 。 到被检测可控硅阀组上的电 压为通过第一个可控硅阀组 26的反方向 28回路和第二个可控硅阀组 29中的二极管 回路 32 叠加第二组电容器 24 的电压一 和第一组电容器 5 中 22 单元的电压为
+ V S , BP: V r (/。_) = e(/。_)= 。<0。 在时间点 。上同时由整流环节 7给 出的 7-和控制系统给出 3-的控制脉冲给到被检测可控硅阀组 3上。 被检测可控硅阀 组 3投入反方向 18回路的电压， 它上面的电压到零点 （时序图 时间 ί 0 )。 在整流环节 7上包括在第三个可控硅阀组 30中的可控硅回路 31， 它可以同时切断第 二个可控硅 29上的二极管回路 32。第二组电容器 24的过充电是由以下顺序完成的： 第三个可控硅阀组 30中的 31可控硅回路——第二个保护电抗器 12——第一组电容 器 5中第二个单元 23——第二个电流互感器 16——接地母线 1——被检测可控硅阀 组 3中反方向回路 18——等电位母线 2——第一个可控硅阀组 26中的反方向回路 28 一一电抗器 25。 如果在此过程中理想条件下没有损耗， 那么时间导纳从 到
+ ^它的电流即: 这里 L = L u + L 25 = L l2 + L 25 ， C = C s · C 24 /(C s + C 24 t v 二 71 * L · C。
实际电动势：
第一组电容器 5上的 23单元的电压为：
第二 24上的电压为：
从公式 （3 ) 和 （4) 得到以下公式
(5)
在时间 ^—上是第一个可控硅阀组 26上的正方向回路 27的长度为 到 4+ 控 制脉冲 6+。 在时间 ^ 上的电流经过被检测可控硅阀组 3允许为零 fe)=0 (在时 序图上反方向电流^ ( ) 和 (/)没有显示）， 在此之后按整流环节 7带有过电压幅 值为 M1 (时序图中的 (/))的实际电动势 二^^切断被检测可控硅阀组 3 中的 反方向回路 18。 如果 < '(^/€* 22 ， 第二组电容器 24按公式 （7) 和 （8) 由 积分从 <)到 ^ = <) + t V 进行过充电和同时再充电。此时第一组电 容器 5中的 23单元 电压为公式 （5)和 （6) (时序图中 V 23 (i))。 由于在回路中存在有功损耗， 同样在被 检测可控硅阀组 3的整流中也同样存在，因此第二组电容器 24上的电压在时间 1+ 上 略小于公式 （8) 中的数值 。 除此之外， 第二组电容器 24上的放电经过了电阻原 器件均压环节和电容 （在图 1 中没有显示）。 它的时间和电压的关系为 V 24 {t 4 _ ) = 4 < 。在第一组电容器 5上的 23单元从 2 到 时间中由直流电压源 4 充电， 并且电压值为一 。 在时间 4 —点上由脉冲信号 6+控制切断第一个可控硅阀 组 26上的正方向回路 27和经过它的第三个可控硅阀组 30上的二极管单元 32， 到被 检测可控硅阀组 3的叠加电压 - V s ，第一组电容器 5上的 23单元和第二组电容器 24 上的电压 4 ， 即： v T (t 4 _ ) = e(t 4 _ ) = + 4 > 0。 在被检测可控娃阀组 3和整 流环节 7的时间点 4 上对应的脉冲为 3+和 7+。被检测可控硅阀组 3包括正方向回路
17和到零点上的电压（时序图中的 时间 4 )。在整流环节 7中包括有第二个可 控硅阀组 29中的可控硅回路 31， 它是用来同时切断第三个可控硅阀组 30上二极管 回路 32的。 第二组电容器 24的过充电过程按以下顺序完成： 电抗器 25——第一个 可控硅阀组 26的正方向 27回路——等电位母线 2——被检测可控硅阀组 3的正方向 17回路——接地母线 1——第二个电流互感器 16——第一组电容器 5中的第一个单 元 22——第一个保护电抗器 11——第二个可控硅阀组 29中的可控硅回路 31。 如果 这个过程为理想并且在没有损耗的情况下， 它的时导纳值从 4 到^ = 4 + ^它的电 流为 ( )， 实际电动势为 β(/)， 在第一组电容器 5上的 22单元的电压 V 22 (/)和在 第二组电容器 24上的电压 V 24 ( )就是上面公式 （1)， （2)， (3) 和 （4) 所描述的。 但是它的逆变与时间要相一致。在电容器 5上的 22单元和在第二组电容器 24上的电 压值从时间开始 到结束 5 = 4 + tv过充电时间公式为： v 22 ( 4 ) = (9)
2 C 24
22 { ) = v s {v s ^v) = v s S5 (10) c + c
v 24 (/ 4 )= 4 (11) 、 r . v - c - V
'24V5J - r 5 - r 4 ^ r r (12)
+ 24
在时间 ^—上能过由控制脉冲信号 6-控制投入第一个可控硅阀组 26反正方向回 路 28。 在时间 ^上过零点经过被检测可控硅阀组 3 正方向回路 17 的电流为 ( i T {t 5 ) = 0), 在此之后开始了切断被检测可控硅阀组 3上正方向回路 17中带有过 电压幅值为 M5 (时序图中 ν Γ (/))实际整流电动势为 5 =e(/ 5 )的过程。 如果
V 4 <V S -C S /C 22 , 在第二组电容器 24从 4 到 5 = 4 +^时间间隔的过充电为 公式 （11)和 （12)所显示的。 第一组电容器 5的 22单元的放电时间为公式 （9)和 (10) (时序图中 ν 22 (ί))。 在第一组电容器 5上的 22单元充电时间 6 是由直流电压 源 4得到的，数值从 到无穷大。第二组电容器 24的电压值在充电和过充电的时间 为 t 0 ÷ ti 和 4 ÷ 5 ， 并且在电压振荡回路存在有功损耗。 在第二组电容器 24的每一 个充电时间过程中都有损耗过充电， 允许时间为 ÷ «+i，这坠 k→∞(k =0，1， 2， ...， 以下提到的 都是此含义)， 过充电时有功损耗等于再充电的能量， 艮卩：
V 4k = = =… （13) 公式 （13) 是以实验台的电压振荡回路是双方向为基础的 。 并且由公式 （8) 或 者 （12) (过充电为正方向或是负方向） 得到了第二组电容器 24在时间为 4t÷ 4t+1 →∞)的再充电电压值：
C - V - C - V
Δ 4k+\― 1 ― const (14)
+ -24 公式 （13) 和 （14) 与电压振荡回路 6的稳定状态一致， 由公式 （14) 得到： c s c s + c 24
V 4k =― · V s - ? r V 4k+l (15)
2 4 ' 24
这里 C s » C 24 和 V s > AV 4k+1 ， 即 V 4k » V s 。 实际上如果 4/t = 10 · s 和
C s =100'C 24 即 4/t ≥ -V S , 也就是说第一组电容器 5上的 22单元或者 23单 元就是与公式 （6)或公式 （10)在 Δ^ +1 ) =0·218· 相一致。 直流电压源 4输 出端的调节电压为 可以换成第二组电容器 5的更宽范围值 。 在电压振荡回 路 6稳定工作状态时整流电动势为（ k→∞ ：
E v = E 4k+i (16) 在经过被检测可控硅阀组 3上的快速变化电流公式为：
di T I dt = E 4k+l I L = E V I L (17) 在切断时被检测可控硅阀组 3的过电压幅值为：
= ^ (4/t+l) (18) 公式 （16)， （17)， (18) 为实际等效数值。 第一个可控硅阀组 26在上述工作中 总是在投入状态的。如果被检测可控硅阀组只 需要整流实验，那么电压振荡回路中的 第一个可控硅阀组 26可以退出进行。 在时间间隔为 ^ + 4，... «+ΐ ÷ «+4的情况下 被检测可控硅阀组 3是关断状态。 在被检测可控硅阀组 3和分布电容回路 10上面叠 加有串联回路第一组电容器 5和第二组电容器 24， 电抗器 25和保护电抗器 11或 12 的电压。 在分布电容回路 10 上的电压在非整流时间中等于数值 β(/)，而时间 ^―， t 4 - , ... 在被检测可控娃阀组 3(时序图中 ν Γ ( )) V 10 (i 4 _), ... V 10 (/ 4t _)之前。 分布电容回路 10 由时间 →∞ )充电到整流电动势为 = E v， 并且经过被检测可控硅阀组 3的放电时间 t 4k 带有电流尖峰值（在 时序图中没有显示）， 这和实际工作状态是一样的。
实验站电压振荡回路 6和电流回路同时工作时的曲线在时序图 3和 4中显示。这 里电压振荡回路 6的工作是在稳定的状态中。 必需要注意到在电流回路 8有变压器 33， 它的二次绕组的电流为大电流 （〜5kA)， 但它的低压侧只为 (〜220V)， 所以从系 统中所需的能量并不大。基本上这些能量为无 功值， 可以通过动力滤波器消除。保护 回路 38分流了整流过电压，就是指流过第四个可控 阀组 35上的保护元器件和限流 电抗器 34的过电压（在第一张图上没有显示）。时序 4和时序图 3是有区别的，艮卩， 在时序图 4中电流回路 8的时间导纳值近似于系统电压 1 I ( )的半个周波 772。 在时间 _ (时序图 3)通过脉冲 6-来打开第一个可控硅阀组 26的反方向回路 28。 第二组电容器 24的上电压 V 24 (t 0 )和第一组电容器 25中的 22单元的电压 + V s 在这 个时间通过第一个可控硅阀组 26上的反方向 28回路和第二个可控硅阀组 29上的二 极 管 回 路 32 叠 加 到 被 检 测 可 控 硅 阀 组 3 上 面 。 即 ： v r (i 0 _) = e(i () ) = v 24 (i () )+ ^ < 0。 在时间为 0 时把控制脉冲 3-给到被检测可控 硅阀组 3上面。 被检测可控硅阀组 3投入分布电容回路 10和反方向回路 18， 电压给 到零点 （时序图中 (/)， 时间 Q P。 第二组电容器 24过充电过程按以下顺序进行 的：第二个可控硅阀组 29中的二极管回路 32 第一个保护电抗器 11——第一组电 容器 5的第一个单元 22——第二个电流互感器 16——接地母线 1——被检测可控硅 阀组 3上的反方向回路 18——等电位母线 2 第一个可控硅阀组 26中的反方向回 路 28 电抗器 25 (时序图中负半周电流在时间从 。 到 2 = 。+ 的值为 ( )。 在时间 上给控制脉冲信号 8-到电流回路 8中可控硅阀组 35上的反方向加 路 37。在系统实际电压 (/)之下变压器 33形成的负半周电流（时序图 3中的 ^ (/) ) 如下： 第一个电流互感器 15——接地母线 1——被检测可控硅阀组 3 的反方向回路 18——等电位母线 2——第四个可控硅阀组 35上反方向回路 37——限流电抗器 34。 在时间为 2 = 。 + ^时， 电压振荡回 6 中的电流值 (^允许为零， 实际电动势为 e(t 2 ) = -v 24 (t 0 ) + V s > 0 , 在第一个可控娃阀组 26的正方向 27回路和第二个可 控硅阀组 29上的 31回路上有控制脉冲 6+和 7+。 并且第二组电容器 24继续按下列 顺序过充电： 电抗器 25——第一个可控硅阀组 26上的正方向 27回路——等电位母 线 2——被检测可控硅阀组 3上的反方向回路 18——接地母线 1——第二个电流互感 器 16——第一组电容器 5上的第一个单元 22 第一个保护电抗器 11——第二个可 控硅阀组 29 上的可控硅回路 31。 （在从 2 到 3 = 2 + ^的时间上正半周电流 ( 在时序图中显示）。 在时间 3 上经过电压振 回 6上的电流 ( 允许为零， 实际的电 <0， 考虑到线路间的有功损耗并且 e(t 0 ]> 一个可控娃阀组 26上正方向的 27回 路， 即恢复反向电压， 它是带有开始的整流尖峰之后稳定到时间从 ί)数值 （时序 图中 v 26 (/)从 3 到 4 )保证 4 — v 26 (/ 4 _) = e(/ 4 _)<0。 在时间 4 上电流回路中电 流为 c (/ 4 )→0( c (/ 4 )<0)， 并且电压振 回路 6和整流环节 Ί上都有控制脉冲
6 _和 7-。第一个可控硅阀组 26投入反方向回路 28和到零点的电压（时序图中 V 26 (i)， 时间 4 )。 整流环节 7中投入第三个可控硅阀组 30中的 31回路， 它是用来切断第二 并且卜 2 4^ 4 )|<卜24^))|， 开始过充电并同时再充电顺序如下： 第三个可控硅阀组
30上的可控硅回路 31——第二个保护电抗器 12——第一组电容器 5上第二个单元 23 ——第二个电流互感器 16——接地母线 1——被检测可控硅阀组 3上的反方向回路 18——等电位母线 2——第一个可控硅阀组 26上反方向回路 28——电抗器 25 (时间 为 从 到 6 = 4 + ^ 上 电流的 曲 线 ϊ ν (ή 见 时序 图 ） 。 在 时 间 t 6 e(t 6 ) = -V s + ν 24 (ί 6 )> )
> |e(i 4 _)的实际电动势按平衡条件 确定工作状态。在时间从 4 到^过程中第二组电容器 24再次充电， 此时不只要在时 间 ο ÷ 4 也要在后面的时间^ ÷ 7补偿有功损耗。 在时间 ^上电流回路 8 的电流 ί α {ή 允许为零（在时间^ 二 IRM /( ' c / )之内最大反向电流 μ 的电流增长值 为 ή, 在时序图中没有显示）， 在此之后切断第四个可控硅阀 35上的反方向回路 37， 为了保证安全的切断， 切断的最大时间要小于 ^ = ^_^ _ 。 这样在时间从 t 0 到 6 情况下被检测可控硅阀组 3 形成了半个周波负方向的电流即 i T (t) = i c (t) + i v (t) (时序图 3中的 Γ ()， 从 0 到 ^ 第一个可控娃阀组 26上 的正方向回路 27在时间 t 6 —上有控制脉冲信号 6+， 在时间 t 6 上开始切断被检测可 控硅阀组 3上反向回路 18，叠加的整流电动势为 Ε ν = β( 6 )，电压值为一第一组电 容器 5上 23单元的― 与第二组电容器 24 V 24 ( 6 ) > 0的总合。 在被检测可控硅阀 组 3 上的恢复电压是带有整流尖峰值 Μ 的， 并且稳定部分为 (时序图中的
V T (t), 时间从 6 到 7 )。 在时间 ^上 （第一个可控硅阀组 26按脉冲 6+打开正方向 回路 27)给控制脉冲 3+到被检测可控硅阀组 3的正方向 17回路上，最后由分布电容 回路 10放电到零 （时序图中 Vf( )， 时间 7 )。 同样的， 在^+ 12 时间内被检测可 控硅阀组 3上形成的正方向周波电流和在 12 ÷ 13 时间之内被检测可控硅阀组 3上形 成的负方向周波电流 （时序图中 ( ) 和 ^ ( )) 完成了实验台的对称功能。 在时间 7 ÷ 9 第二组电容器 24 过充电， 在时间 1() + 12 ——带有再充电的过充电， 在时间 8÷ u 电流回路 8 中形成了正方向电流周波 和在 9 ÷ 1() 时间内第一个可控硅 阀组 26不投入情况下， 在它上面叠加的正方向电压周波见 （时序图中 V 26 (/))。
实验台工作在时序图 3、4的显示。在时序图 4中特别清楚的显示了在时间 6 ÷ 7 和 12 ÷ 13 上被检测可控硅阀组 3 上可以公约的长时间整流过程中的电压的叠加 值 ^ (/)，它并不干扰实验台的工作。被检测可控硅 阀组 3的投入在电压最大值的时刻， 等于^ (时序图中 时间为 ^和^)。 此时在分布电容回路 10上的数值为 被检测可控硅阀组 3上可控硅的增长变化电流^ ( )/ ^。