[發明專利]一種兩電平三相四線制D-STATCOM主回路開關器件開路故障定位方法

有效

• 申請號: 201611184090.X
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN107703415B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 唐軼;王揚;王珂;張傳金
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;南京禾東電力科技有限公司;國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司;南京智盟新能源有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/54
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

一種兩電平三相四線制D?STATCOM主回路開關器件開路故障定位方法，屬于逆變器開關器件故障診斷領域。通過采集D?STATCOM的三相輸出電流和電壓信號，并通過三相輸出電流和電壓信號獲得無功功率，將無功功率歸一化得到故障特征，與設定閾值進行比較來定位故障所在相。檢測步驟簡單，檢測效率高，不受負載突變的影響，可靠性高，解決了現有方法難以區分IGBT和二極管開路故障的難題。

技術領域

本發明涉及一種兩電平三相四線制D-STATCOM主回路開關器件開路故障定位方法，屬于逆變器故障診斷領域。

背景技術

逆變器在工業生產中的應用越來越廣泛。逆變器必然要用到高開關頻率的功率開關器件。據一項來自80個公司超過200份調查的統計，功率器件故障占據變頻器故障的60％以上，因此對故障功率器件進行快速的定位，對于逆變器至關重要。

目前已經有了很多逆變器功率器件故障診斷方法，以電流檢測最為常用，如PARK矢量法、電流矢量軌跡法等。然而這些方法只適用與變頻調速系統，不適用于D-STATCOM(靜止無功補償器)，原因是因為變頻調速系統其交流側接的是電機，屬于感性負載，而且是三相平衡負載。但對于D-STATCOM，由于低壓400V低壓配網大量的單相負荷,D-STATCOM大多運行在三相不平衡工況下,故這些判斷方法的準確性大大降低了。功率開關器件開路故障包括IGBT開路和續流二極管開路兩類，由于上管IGBT和下管二極管的電流方向始終一致，故上述基于電流量的診斷方法無法進一步區分IGBT和二極管的開路故障。因此功率器件故障判斷難度很大，目前缺少準確快速判斷D-STATCOM主回路開關器件故障的方法。

發明內容

針對上述技術的不足之處，提供一種方法簡單，檢測準確效率高，不受負載突變的影響，解決了現有方法難以區分IGBT和二極管開路故障的難題的兩電平三相四線制D-STATCOM主回路開關器件開路故障定位方法。

為實現上述技術目的，本發明的兩電平三相四線制D-STATCOM主回路開關器件開路故障定位方法，其步驟如下：

兩電平三相四線制D-STATCOM主回路開關器件開路故障定位方法，其特征在于步驟如下：

步驟一、采集兩電平三相四線制D-STATCOM主回路開關器件的模擬量信號：利用電流互感器采集D-STATCOM三相輸出電流i_l(k),(l∈(a,b,c))，利用電壓互感器采集交流側電網三相電壓u_l(k),(l∈(a,b,c))，其中i_l(k)為D-STATCOM的l(l∈(a,b,c))相輸出電流，u_l(k)為與i_l(k)同時刻采樣的該相網側電壓；

步驟二、將獲取的每相l(l∈(a,b,c))網側電壓的一個檢測周期平均分成四個區間：區間Ⅰ、區間Ⅱ、區間Ⅲ、區間Ⅳ，四個區間的三相網側電壓分別與三相輸出電流相匹配，獲得與三相網側電壓四個區間分別對應的無功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV，利用三相網側電壓四個區間分別對應的無功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV獲得D-STATCOM主回路開關的三相正半波的無功功率Q_l⁺和三相負半波的無功功率Q_l^-；

步驟三：根據D-STATCOM主回路開關器件的三相正、負半波的無功功率提取故障特征值得到的6個故障特征值都分別對應一個IGBT或二極管的工作狀況；

步驟四：根據得到的6個特征值判斷故障所在相，當6個特征值任一特征值出現在判斷閾值區間內時，則通過出現在閾值區間內的特征值判斷當前特征值對應的相故障，否則返回步驟一；