[發(fā)明專利]一種過電流關斷試驗電路及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310408207.8
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN104422836A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 朱銘煉;謝曄源;姜田貴;連建陽;段軍;殷冠賢
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G05F1/46
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發(fā)明涉及大功率電力電子技術的運行試驗方法，特別涉及一種過電流關斷試驗電路及其實現(xiàn)方法。

背景技術

隨著大功率電力電子變流技術在電力系統(tǒng)中的應用，其核心部件——換流閥的可靠性成為系統(tǒng)安全的關鍵。系統(tǒng)電壓高、電流大、容量大，很難在試驗環(huán)境中構(gòu)建同實際運行工況相同的全載電路進行試驗，因此如何在試驗環(huán)境中構(gòu)建等效的試驗電路，進行與實際運行工況強度相當?shù)脑囼灣蔀榻鉀Q問題的關鍵。

在基于可關斷器件閥大功率電力電子裝置的實際運行中，會發(fā)生由于系統(tǒng)過負荷、換流閥橋臂直通故障、交流側(cè)故障等原因引起模塊中絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）過電流，同時由于系統(tǒng)保護動作時間較長，IGBT必須承受故障期間的過電流，并可靠關斷。進行過電流關斷試驗的目的就是考驗其對于故障電流運行工況下的最大電流、電壓和溫度應力作用的設計是正確的。試驗中須通過外圍電路向被測對象注入實際工況的大電流。

基于前述需求，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種過電流關斷試驗電路及其控制方法，其可將模擬故障電流施加于換流閥段，使換流閥耐受同實際故障工況相當?shù)臅簯B(tài)電流、暫態(tài)的熱與損耗強度，實現(xiàn)對換流閥運行工況的試驗考核，控制簡單，實現(xiàn)方便。

為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種過電流關斷試驗電路，用于對換流閥進行過電流關斷試驗；所述試驗電路包括電容充電電源模塊、故障電流發(fā)生電路和換流閥充電電源模塊，所述電容充電電源模塊的正、負極分別連接故障電流發(fā)生電路的正、負極性輸入端，所述故障電流發(fā)生電路的正極性輸出端分別連接換流閥充電電源模塊的正極和換流閥的高壓輸出端，故障電流發(fā)生電路的負極性輸出端分別連接換流閥充電電源模塊的負極和換流閥的低壓輸出端。

上述電容充電電源模塊包括相互串聯(lián)的第一直流電源和第三控制開關，并將與第一直流電源的正極方向一致的一端定義為電容充電電源模塊的正極，而另一端定義為電容充電電源模塊的負極。

上述故障電流發(fā)生電路包括包括第一電阻、第二電阻、電容、電感、第一控制開關和第二控制開關，其中，第二電阻、電容和電感相互串聯(lián)組成串聯(lián)連接，且第一電阻并聯(lián)在電容的兩端；前述串聯(lián)連接的兩端分別連接第一控制開關的一端和第二控制開關的一端，定義第一控制開關與該串聯(lián)連接的連接點為故障電流發(fā)生電路的正極性輸入端，定義第一控制開關的另一端為故障電流發(fā)生電路的正極性輸出端；定義第二控制開關與前述串聯(lián)連接的連接點為故障電流發(fā)生電路的負極性輸入端，定義第二控制開關的另一端為故障電流發(fā)生電路的負極性輸出端。

上述第二電阻采用可調(diào)電阻，電感采用可調(diào)電感。

上述換流閥充電電源模塊包括相互串聯(lián)的第二直流電源和第四控制開關，并將與第二直流電源的正極方向一致的一端定義為換流閥充電電源模塊的正極，而另一端定義為換流閥充電電源模塊的負極。

上述換流閥包括至少一個功率半導體開關器件，所有功率半導體開關器件同向級聯(lián)。

上述換流閥采用模塊化多電平換流器。

針對如前所述的一種過電流關斷試驗電流的控制方法，包括如下步驟：

（1）斷開第一控制開關、第二控制開關和第三控制開關，閉合第四控制開關，換流閥充電電源模塊中的第二直流電源為換流閥充電直至模塊運行電壓，斷開第四控制開關；

（2）閉合第三控制開關，所述電容充電電源模塊中的第一直流電源為故障電流發(fā)生電路中的電容充電，直到達到充電電壓，斷開第三控制開關；

（3）閉合第一控制開關和第二控制開關，觸發(fā)換流閥中的下管導通，電容放電，形成所需電流。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下特點：

（1）本發(fā)明僅需幾個開關的分合即可實現(xiàn)對電路的操作，控制簡單，實現(xiàn)方便，對于試驗裝置的安全性十分有利；

（2）本發(fā)明通過設置故障電流發(fā)生電路，將大電流施加于換流閥，使換流閥耐受同實際故障工況相當?shù)臅簯B(tài)電流、暫態(tài)的熱與損耗強度，實現(xiàn)對換流閥運行工況的試驗考核，為換流閥的可靠運行提供保證。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體架構(gòu)圖；

圖2是換流閥的電流波形圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。