[發明專利]一種基于GaN功率器件的繼電保護測試儀及其控制方法

在審

• 申請號: 202110051960.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112865551A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 周琦;高磊;袁宇波;李鵬;孔祥平;龐福濱
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力試驗研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5387;H02M7/219;G01R31/327
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于GaN功率器件的繼電保護測試儀，其特征在于：包括隔離變壓部分、整流調節部分和三相逆變輸出部分；所述隔離變壓部分包括變壓器T1，變壓器T1一次側連接交流市電；所述整流調節部分包括基于GaN功率器件的全橋整流電路、濾波電感L1和電容C1，變壓器T1二次側連接全橋整流電路，全橋整流電路的直流輸出側串聯連接濾波電感L1后，再并聯連接電容C1以提供壓力支撐，電容C1兩端連接輸出端口；所述電容C1還連接三相逆變輸出部分，三相逆變輸出部分包括三路并聯連接的基于GaN功率器件的全橋逆變電路，且每路全橋逆變電路引設一路輸出通道，輸出通道上串聯連接電感。

2.根據權利要求1所述基于GaN功率器件的繼電保護測試儀，其特征在于：所述全橋整流電路將變壓器T1輸出的交流電壓轉變為直流電壓。

3.根據權利要求2所述基于GaN功率器件的繼電保護測試儀，其特征在于：所述直流電壓的數值調整通過控制全橋整流電路中GaN功率器件的占空比實現。

4.根據權利要求1所述基于GaN功率器件的繼電保護測試儀，其特征在于：所述三路全橋逆變電路的輸出通道在串聯連接電感后還并聯連接電容，通過電容進行濾波，電容兩端連接輸出端子。

5.根據權利要求1所述基于GaN功率器件的繼電保護測試儀，其特征在于：還包括輸出面板，所述輸出面板上半部分設有顯示屏，輸出面板下半部分設有模式選擇旋鈕和用于實現不同輸出功能的輸出端子。

6.一種采用權利要求1所述基于GaN功率器件的繼電保護測試儀的控制方法，其特征在于，當選擇直流電壓輸出模式時，包括以下步驟：

(1)檢測電容C1兩端電壓V_dc，并與設定的直流電壓輸出值V_dcref比較；

(2)通過PI調節器控制直流輸出電壓，根據設定直流電壓輸出值與實際值的差值，選定比例調節系數和積分調節系數；

(3)采集變壓器T1輸出的二次側電壓V_Grid和二次側電流I_Grid；

(4)對二次側電壓鎖相，確保二次側電壓電流同相位；

(5)直流輸出電壓依次經過PR調節器和比較器處理后，輸入全橋整流電路中GaN功率器件的控制端子。

7.一種采用權利要求1所述基于GaN功率器件的繼電保護測試儀的控制方法，其特征在于，當選擇三相交流電壓或電流輸出模式時，包括以下步驟：

(a)根據需求選擇三相交流輸出電壓模式或三相交流輸出電流模式；

(b)采集繼電保護測試儀輸電電壓信號或輸出電流信號，并與設定的電壓或電流輸出信號參考值比較；

(c)利用PR調節器和比較器對輸電電壓信號或輸出電流信號進行處理后，輸入相應的全橋逆變電路中GaN功率器件的控制端子。