[發明專利]晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試電路及方法

有效

• 申請號: 201910408421.0
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110286273B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張秀青;高格;傅鵬;何詩英;黃連生;陳曉嬌;鄭志云;湯倫軍;王澤京
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試電路及方法。本發明利用變流器施加正電壓其電流上升、施加負電壓其電流下降的原理，先利用電流閉環控制使變流器在其80%的額定電流下穩態運行，然后再施加全電壓進行電壓響應的過程中控制變流器輸出電流達到額定值，從而實現在額定電流下檢測變流器電壓響應特性的測試。

技術領域

本發明涉及晶閘管變流器測試技術領域，具體是一種晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試電路及方法。

背景技術

ITER(國際熱核聚變實驗堆)是目前全球規模最大、影響最深遠的超導托卡馬克裝置。ITER極向場變流器單元是磁約束聚變堆工程的重要子系統，由脈沖功率供電系統66kV母線供電，并把可控的直流電壓傳輸給極向場超導線圈，用于等離子體擊穿以及等離子體電流位形控制。

每個極向場變流器單元由四個晶閘管六脈波變流器組成，可進行12脈波、四象限運行。每個六脈波變流器可輸出額定電流27.5kA及額定帶載電壓1.05kV。根據ITER系統要求，當整流變壓器的輸入電壓在62kV～72kV范圍內變化時，極向場變流器應具有在不超過2個電周波(40ms)的時間內實現電壓全范圍變化(±1.05kV)的對稱電壓響應，并要求在額定電流下檢測變流器的對稱電壓響應。

為了滿足ITER要求，針對ITER極向場變流器電壓響應試驗提出了先電流閉環再電壓開環控制的檢測方法，利用電流閉環控制使變流器在0.8倍額定電流下運行，再利用電壓開環檢測變流器在其全電壓范圍的響應情況，并且能夠實現在電壓階躍變化的過程中使變流器的輸出電流達到額定值。

一種晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試方法對檢驗ITER變流器額定電流下的電壓響應特性至關重要。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試電路及方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試電路，包括有自耦變壓器T₁、斷路器CB、交流隔離開關AS、接地開關ES、整流變壓器T₂、待測的晶閘管變流器CU、控制器C、直流電抗器L、直流隔離開關DS、負載L_d，所述的自耦變壓器T₁的輸入端連接110kV電網，自耦變壓器T1的輸出端依次通過斷路器CB、交流隔離開關AS連接至整流變壓器T₂的輸入端，整流變壓器T₂的輸出端連接晶閘管變流器CU的輸入端，所述的直流電抗器L、直流隔離開關DS以及負載L_d串聯接于晶閘管六脈波變流器CU的正、負輸出端之間，所述的控制器C通過模擬信號端口與晶閘管六脈波變流器CU的控制端連接。

所述的控制器C依據參考波形要求控制晶閘管變流器CU的運行。

一種晶閘管變流器額定電流下電壓響應試驗的測試方法，包括以下步驟：

(1)先采用電流閉環控制方式，令晶閘管變流器CU在其80％額定電流下穩定運行，然后將控制方式切換成電壓開環控制，在電壓響應的過程中，使晶閘管變流器CU的輸出電流達到其額定值；

(2)在電壓開環控制中，應施加正最大電壓和負最大電壓各2次，以檢測電壓全范圍變化的對稱電壓響應；

(3)根據所述測試電路的系統參數、回路參數以及、負載參數，計算電壓開環控制時施加正電壓和負電壓的時間，施加正電壓時間t₁取決于晶閘管六脈波變流器CU輸出電流由80％額定電流上升到額定電流的時間，施加負電壓時間t₂取決于晶閘管六脈波變流器CU輸出電流由額定電流下降到某一電流值的時間，再次施加正電壓的時間t₃取決于某一電流值再次上升到額定電流的時間，再次施加負電壓的時間不受限制，晶閘管變流器CU輸出電流下降到0，即停止工作；