[發明專利]一種電力電子功率模塊測試運行系統

有效

• 申請號: 201310410527.7
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104422838B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 朱銘煉;殷冠賢;姜田貴;連建陽;段軍
• 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
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種電力系統領域的電力電子裝置的穩態運行測試運行系統，特別涉及一種電力電子功率模塊測試運行系統。

背景技術

柔性直流輸電(VSC-HVDC)是一種基于電壓源換流器(VSC)和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的新型輸電技術，具有經濟、環保、高效、使用方便、控制靈活、諧波小、適用性強等特點,可以很好地改善電能質量，運用到各種場合，特別是用于污染性大和傳統輸電難于解決的獨立負荷。因此針對柔性直流輸電的關鍵設備電壓源換流器（VSC）的技術突破是柔性直流輸電的發展的根本。

對電壓源換流器子模塊等電力電子功率模塊進行運行測試是為了驗證在實際工況中長期運行的子模塊在其所受到的電壓應力、電流應力和熱應力等作用下是否能夠穩定運行，驗證其設計是否合理。對電壓源換流器中主要由IGBT組成的子模塊構建與實際工況相同或相近的電壓應力、電流應力和熱應力等試驗環境是提高電壓源換流器可靠性的重要試驗手段。目前現有技術很難滿足上述測試要求。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種電力電子功率模塊測試運行系統，其可同時使得多個待測模塊長時間受到等同實際工況中的電壓應力、電流應力和熱應力等的作用，可滿足不同功率等級的多個待測模塊的運行測試，同時為批量測試待測模塊節省大量時間。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種電力電子功率模塊測試運行系統，用于對待測模塊進行測試；所述系統包括一個總控制器、一個交換機、至少一個控制單元、一個直流供電模塊、至少一個放電部件和至少一個電抗，其中，直流供電模塊具有至少一組直流輸出端，所述放電部件的數目與前述直流供電模塊的直流輸出端的數目相同，直流輸出端與放電部件一一對應且并聯連接；放電部件的兩側并聯有至少一條并聯支路，每一條并聯支路包含一個待測模塊或至少兩個同向串聯的待測模塊，而電抗的每一端均連接并聯支路的橋臂中點，使得所有電抗的端子與所有并聯支路的橋臂中點一一對應；所述總控制器利用網線通過交換機與控制單元通信，而控制單元通過光纖控制待測模塊的工作狀態。

上述直流供電模塊包括一個調壓器、至少一個限流部件和至少一個整流部件，其中，整流部件的數量不小于限流部件的數量，所述整流部件的交流側連接限流部件的輸出端，整流部件的直流側作為直流供電模塊的直流輸出端，用于與放電部件并聯；所述所有限流部件的輸入端均連接調壓器的輸出端，而調壓器的輸入端連接在交流輸電線路中。

上述調壓器采用能夠調節升降壓的變壓器。

上述整流部件采用單相整流橋或三相整流橋。

上述限流部件包括開關、旁路開關和限流電阻，限流電阻與開關串聯，而旁路開關與限流電阻并聯。

上述直流供電模塊采用直流電源，其直流輸出端作為直流供電模塊的直流輸出端。

上述電抗采用單相電抗或三相電抗。

上述放電部件包括相互串聯的一個開關和一個放電電阻部件。

上述待測模塊包括一個電容部件，以及分別與該電容部件并聯的n條橋臂，n=1，2,3；每條橋臂均包括兩個同向串聯的開關部件。

上述開關部件包括一個可關斷半導體開關或至少兩個同向串聯的可關斷半導體開關，所述開關部件還包括與前述可關斷半導體開關一一對應且反向并聯的續流二極管。

上述電容部件包括一個或者至少兩個同向串聯并且串聯連接點接地的電容子部件，所述電容子部件包含一個或至少兩個電容的串聯、并聯或混聯組合，所述電容子部件可等效成一個電容。

采用上述方案后，本發明具有以下特點：

（1）本發明能夠同時使得多個待測模塊長時間受到等同實際工況中的電壓應力、電流應力和熱應力等的作用，同時為批量測試多個待測模塊節省大量的時間；

（2）本發明通過控制單元利用光信號調節觸發命令，從而調節試驗回路中所需的電流，同時調壓器調節輸出電壓的大小，改變待測模塊中電容的直流電壓的大小，可滿足不同功率等級的多個待測模塊的同時運行測試；

（3）本發明通過對試驗回路運行過程的監視，判定試驗回路是否有故障，若有故障，啟動保護動作，待故障解除后再解除保護動作，保證了試驗回路和待測模塊在試驗過程中的安全。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例的電路架構圖；

圖2是本發明第二實施例的電路架構圖；

圖3是本發明第三實施例的電路架構圖；

圖4是本發明第四實施例的電路架構圖；

圖5是本發明第五實施例的電路架構圖；