[發明專利]直流支撐電容器等效串聯電感的測量裝置、方法及系統

在審

• 申請號: 202210373387.X
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN115963323A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 黃想;林浩;嚴飛;倪學鋒;姜勝寶;國江
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網山西省電力公司;國網山西省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗輝

本發明公開了一種直流支撐電容器等效串聯電感的測量裝置，包括：電源、直流支撐電容器、第一高壓開關、第二高壓開關、電壓測量設備和電流記錄儀；還公開了一種直流支撐電容器等效串聯電感的測量方法及系統，方法包括：利用電源對直流支撐電容器進行充電，直至第一預設電壓閾值時停止；直流支撐電容器放電至第二預設電壓閾值，同時分別利用電壓測量設備和電流測試儀測量直流支撐電容器放電時的放電電壓和放電電流，獲取放電電壓數據和放電電流數據；根據放電電壓數據和放電電流數據，確定直流支撐電容器的等效串聯電感。本發明能夠解決目前無法對直流支撐電容器的等效串聯電感進行準確試驗測量的難題，能夠準確高效地確定等效串聯電感。

技術領域

本發明涉及電力檢測技術領域，并且更具體地，涉及一種直流支撐電容器等效串聯電感的測量裝置、方法及系統。

背景技術

隨著對環境保護的日益重視，風力、光伏等新能源發電方式在國家能源發展戰略中的地位越來越重要，為滿足新能源發展的需要，提供高質量穩定的電能，大力發展柔性直流輸電技術勢在必行。柔性直流輸電技術具有抑制諧波、減少無功補償容量、不會出現換相失敗故障等優點，代表了輸配電技術新的發展趨勢。

直流支撐電容器，又稱DC-link電容器，其應用于柔性直流輸電中主要是吸收來自于逆變器向DC-Link索取的高幅值脈動電流，阻止其在DC-Link的阻抗上產生高幅值脈動電壓，使逆變器端的電源電壓波動保持在允許范圍；同時防止來自于DC-Link的電壓過沖和瞬時過電壓對逆變器的影響。近年來，采用金屬化薄膜的高壓自愈式電容器以其優越的電性能在DC-link應用場合得到了廣泛的應用。

直流支撐電容器是由電容器芯子、外殼、套管、銅箔引線、絕緣灌封膠(如聚氨酯)和其他附屬件組成。電容器芯子由若干元件組合而成，元件是構成電容器的核心單元。電容元件由一定厚度和層數的金屬化聚丙烯薄膜圍繞聚碳酸酯絕緣芯棒卷繞而成，而金屬化膜是將納米級厚度的金屬電極采用真空蒸鍍的方式附著到介質薄膜上形成的。在元件的端部采用噴金工藝實現電容器電極的引出，如圖1所示，多個電容元件通過焊接銅箔引線，串、并聯起來從而形成整個電容器芯子。

直流支撐電容器與常規的全膜電容器的主要區別在于其電極很薄，薄的金屬化電極使其具有了自愈特性。高壓自愈式電容器以有機薄膜作為儲能介質，由于膜在生產過程中不可避免的帶有缺陷或雜質，使得這些區域的耐電強度低于周圍的耐電強度，這些區域被稱之為電弱點。隨著外施電壓的升高，電弱點處的薄膜會首先擊穿，形成短路點，與故障元件相并聯的其他完好元件以及故障元件自身儲存的能量都會經擊穿點產生放電，形成放電通道。由于高壓自愈式電容器電極很薄，短路擊穿電流引起局部的高溫使擊穿點處的薄金屬層迅速蒸發、向外擴散并使絕緣恢復，因此局部擊穿不會影響到整個電容器，這一過程稱為“自愈”，如圖2所示。自愈成功后的電容器又能繼續可靠工作。高壓自愈式電容器的自愈特性在很大程度上防止了由于單個電弱點擊穿引起的電容器失效，大大延長了電容器的使用壽命。

在直流支撐電容器設計中，等效串聯電感是重要的技術指標，它與電容器元件的結構、材料的成分及元件的布置密切相關，極小的等效串聯電感是高壓自愈式電容器是否具有優良性能的關鍵。由于直流支撐電容器等效串聯電感極小，難以直接對其電感進行測量，因此目前在直流支撐電容器測試中，一般采用諧振掃頻儀對等效串聯電感進行測量，而在試驗中儀器接線引起的誤差無法進行校核驗證，這就可能導致等效串聯電感與真實值之間存在偏差。

發明內容

本發明提出一種直流支撐電容器等效串聯電感的測量裝置、方法及系統，以解決如何直流支撐電容器等效串聯電感的測量問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種直流支撐電容器等效串聯電感的測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：電源、直流支撐電容器、第一高壓開關、第二高壓開關、電壓測量設備和電流記錄儀；其中，