一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路及檢測方法，所述電路包括依次連接的試驗(yàn)電源、直流電源、充電電路以及分別與電壓源換流器的晶閘管被試設(shè)備和接地放電回路連接的諧振回路；所述諧振回路用于產(chǎn)生沖擊電流。所述方法為：斷開諧振回路的開關(guān)K2和接地放電回路的開關(guān)K3，上下管IGBT均一直處于關(guān)斷狀態(tài)，所述旁路晶閘管和諧振回路中的晶閘管都一直處于觸發(fā)狀態(tài)；閉合試驗(yàn)電源的斷路器和充電電路的開關(guān)K1；調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使直流母線電壓達(dá)到要求并為諧振回路的電容C充電；充電穩(wěn)定后，斷開試驗(yàn)電源的斷路器和充電電路的開關(guān)K1；閉合諧振回路的開關(guān)K2。本發(fā)明滿足對檢驗(yàn)半橋電壓源換流器晶閘管流過沖擊電流能力的要求。
【專利說明】—種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種晶閘管分流檢測電路及檢測方法，具體講涉及一種用于半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路及檢測方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]晶閘管器件是一種高電壓、大功率的功率半導(dǎo)體器件，它具有容量大、效率高和控制性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在對電能的整流、逆變、斬波和開關(guān)等電路，是信息產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)間的重要接口，是弱電控制和強(qiáng)電被控裝置間的橋梁。
[0003]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，作為HVDC的核心部件的大功率電力電子器件為基礎(chǔ)的高壓串聯(lián)閥的運(yùn)行可靠性和在各種電力系統(tǒng)狀態(tài)下的生存能力逐漸成為一個(gè)關(guān)系到HVDC能否在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題。為了提高晶閘管的可靠性，已經(jīng)進(jìn)行了大量的理論研究工作，但完整的試驗(yàn)仍然是提高和保證晶閘管串聯(lián)閥可靠性的最終技術(shù)手段。
[0004]過電流試驗(yàn)是檢驗(yàn)閥在故障情況下，耐受過電流、電壓及其相關(guān)熱效應(yīng)的能力。本申請針對如何在故障情況下可靠觸發(fā)晶閘管，并考察晶閘管耐受大電流能力。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路及檢測方法，本發(fā)明能夠滿足對檢驗(yàn)半橋電壓源換流器晶閘管流過沖擊電流能力的要求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，所述電路包括依次連接的試驗(yàn)電源、直流電源、充電電路以及分別與電壓源換流器的晶閘管被試設(shè)備和接地放電回路連接的諧振回路。
[0007]本發(fā)明提供的一種用于半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的晶閘管分流保護(hù)電路，所述試驗(yàn)電源包括低壓單相交流電源或低壓三相交流電源和與所述電源連接的斷路器QZ。
[0008]本發(fā)明提供的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，所述直流電源包括與所述試驗(yàn)電源依次串聯(lián)連接的調(diào)壓器、變壓器和不控整流橋；所述不控整流橋?yàn)閱蜗嗾鳂蚧蛉嗾鳂颉?br> [0009]本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，所述充電電路包括與所述不控整流橋輸出端依次串聯(lián)連接的充電電阻Rl和開關(guān)K1。
[0010]本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，所述諧振回路包括與所述充電回路并聯(lián)的電容C、與所述充電電路一端依次連接的電感L、電阻R2、晶閘管和開關(guān)K2 ;所述晶閘管為有大于被試設(shè)備晶閘管I2t值和大于被試設(shè)備晶閘管耐壓值；
[0011]所述充電電路用于控制所述電容C的充電時(shí)間。
[0012]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，所述被試設(shè)備包括與所述放電回路中的晶閘管反向并聯(lián)的半橋電壓源換流器，所述半橋電壓源換流器包括2只IGBT串聯(lián)組成上下管的半橋橋臂，每只所述IGBT與續(xù)流二極管反向并聯(lián)；
[0013]上管IGBT集電極與下管IGBT發(fā)射極之間并聯(lián)直流電容器，所述半橋橋臂中點(diǎn)與下管IGBT發(fā)射極之間并聯(lián)子模塊旁路晶閘管；所述半橋橋臂連接控制器。
[0014]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，所述接地放電回路包括與所述電容C正極連接的開關(guān)K3和與所述開關(guān)K3串聯(lián)的放電電阻R3且所述放電電阻R3接地。
[0015]本發(fā)明提供的一種包含上述技術(shù)方案的檢測電路的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0016](I)斷開諧振回路的開關(guān)K2和接地放電回路的開關(guān)K3，上下管IGBT均一直處于關(guān)斷狀態(tài)，所述旁路晶閘管和諧振回路中的晶閘管都一直處于觸發(fā)狀態(tài)；
[0017](2)閉合試驗(yàn)電源的斷路器和充電電路的開關(guān)K1 ；
[0018](3)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使直流母線電壓達(dá)到要求并為諧振回路的電容C充電；
[0019](4)充電達(dá)到穩(wěn)定后，斷開試驗(yàn)電源的斷路器和充電電路的開關(guān)K1 ；
[0020](5)閉合諧振回路的開關(guān)K2 ；
[0021]本發(fā)明提供的一種檢測方法，所述步驟(I)通過半橋電壓源換流器控制器上電，令其產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，使上下管IGBT均一直處于關(guān)斷狀態(tài)、旁路晶閘管和充放電回路中的晶閘管都一直處于觸發(fā)狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明提供的一種檢測方法，檢測完畢后，閉合接地放電回路的開關(guān)K3，待諧振回路中的電容C充分放電后，分別檢測每個(gè)晶閘管和半橋電壓源換流器中各個(gè)器件是否完好。
[0023]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
[0024]1、本發(fā)明的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，試驗(yàn)方法簡單可靠；
[0025]2、本發(fā)明的試驗(yàn)所需的電源容量較??；
[0026]3、本發(fā)明在較低的電壓下使用較小的電容值即可構(gòu)造極大的沖擊電流；
[0027]4、本發(fā)明能夠模擬UPFC后柔性直流直流母線短路的故障，滿足對檢驗(yàn)半橋電壓源換流器晶閘管流過沖擊電流能力的要求；
[0028]5、本發(fā)明中的半橋電壓源換流器用于檢驗(yàn)沖擊電流對子模塊旁路晶閘管是否會(huì)產(chǎn)生不良影響；
[0029]6、接地放電回路用于在試驗(yàn)完畢后使電容C放電，保證試驗(yàn)安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]如圖1所示，本例的發(fā)明用于半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的晶閘管分流保護(hù)電路包括依次連接的試驗(yàn)電源、直流電源、充電電路、諧振回路和被試設(shè)備；所述諧振回路與接地放電回路連接。[0034]所述試驗(yàn)電源包括低壓單相交流電源或低壓三相交流電源和與所述電源連接的斷路器。
[0035]所述直流電源包括與所述試驗(yàn)電源依次串聯(lián)連接的調(diào)壓器、變壓器和不控整流橋；所述不控整流橋?yàn)閱蜗嗾鳂蚧蛉嗾鳂颉?br> [0036]所述充電電路包括與所述不控整流橋輸出端依次串聯(lián)連接的充電電阻Rl和開關(guān)
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[0037]所述諧振回路包括與所述充電回路并聯(lián)的電容C、與所述充電電路一端依次連接的電感L、電阻R2、晶閘管和開關(guān)K2 ;所述晶閘管為有大于被試設(shè)備晶閘管I2t值和大于被試設(shè)備晶閘管耐壓值，所述充電電路用于控制電容C的充電時(shí)間。
[0038]所述被試設(shè)備包括與所述放電回路中的晶閘管反向并聯(lián)的半橋電壓源換流器，所述半橋電壓源換流器包括2只IGBT串聯(lián)組成上下管的半橋橋臂，每只所述IGBT與續(xù)流二極管反向并聯(lián)；
[0039]上管IGBT集電極與下管IGBT發(fā)射極之間并聯(lián)直流電容器，所述半橋橋臂中點(diǎn)與下管IGBT發(fā)射極之間并聯(lián)子模塊旁路晶閘管；所述半橋橋臂連接控制器。
[0040]所述接地放電回路包括與所述電容C正極連接的開關(guān)K3和與所述開關(guān)K3串聯(lián)的放電電阻R3且所述放電電阻R3接地。
[0041]包含上述技術(shù)方案的電路的檢測方法為:
[0042]I)斷開諧振回路的開關(guān)K2、接地放電回路的開關(guān)K3，半橋電壓源換流器控制器上電，令其產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，使上下管IGBT均一直處于關(guān)斷狀態(tài)，使旁路晶閘管和諧振回路中的晶閘管都一直處于觸發(fā)狀態(tài)；
[0043]2)閉合試驗(yàn)電源的斷路器QZ和充電電路的開關(guān)K1 ；
[0044]3)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使直流母線電壓達(dá)到要求，對諧振回路的電容C充電；
[0045]4)充電達(dá)到穩(wěn)定后，斷開試驗(yàn)電源的斷路器QZ和充電電路的開關(guān)K1 ；
[0046]5)閉合諧振回路的開關(guān)K2,測試開始；
[0047]6)測試完畢后，閉合接地放電回路的開關(guān)K3，待電容充分放電后，分別檢測所有晶閘管和半橋電壓源換流器中每個(gè)器件是否完好。
[0048]其中，諧振回路用于產(chǎn)生沖擊電流，晶閘管用于檢驗(yàn)流過沖擊電流的能力，半橋電壓源換流器用于檢驗(yàn)沖擊電流對子模塊旁路晶閘管是否會(huì)產(chǎn)生不良影響。
[0049]最后應(yīng)該說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，其特征在于:所述電路包括依次連接的試驗(yàn)電源、直流電源、充電電路以及分別與電壓源換流器的晶閘管被試設(shè)備和接地放電回路連接的諧振回路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的晶閘管分流保護(hù)電路，其特征在于:所述試驗(yàn)電源包括低壓單相交流電源或低壓三相交流電源和與所述電源連接的斷路器QZ。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，其特征在于:所述直流電源包括與所述試驗(yàn)電源依次串聯(lián)連接的調(diào)壓器、變壓器和不控整流橋；所述不控整流橋?yàn)閱蜗嗾鳂蚧蛉嗾鳂颉?br> 4.如權(quán)利要求3所述的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，其特征在于:所述充電電路包括與所述不控整流橋輸出端依次串聯(lián)連接的充電電阻Rl和開關(guān)K1。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，其特征在于:所述諧振回路包括與所述充電回路并聯(lián)的電容C、與所述充電電路一端依次連接的電感L、電阻R2、晶閘管和開關(guān)K2 ;所述晶閘管為不小于被試設(shè)備晶閘管I2t值和不小于被試設(shè)備晶閘管耐壓值； 所述充電電路用于控制所述電容C的充電時(shí)間。
6.如權(quán)利要求5所述的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，其特征在于:所述被試設(shè)備包括與所述放電回路中的晶閘管反向并聯(lián)的半橋電壓源換流器，所述半橋電壓源換流器包括2只IGBT串聯(lián)組成上下管的半橋橋臂，每只所述IGBT與續(xù)流二極管反向并聯(lián)； 上管IGBT集電極與下管IGBT發(fā)射極之間并聯(lián)直流電容器，所述半橋橋臂中點(diǎn)與下管IGBT發(fā)射極之間并聯(lián)子模塊旁路晶閘管；所述半橋橋臂連接控制器。
7.如權(quán)利要求5所述的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路，其特征在于:所述接地放電回路包括與所述電容C正極連接的開關(guān)K3和與所述開關(guān)K3串聯(lián)的放電電阻R3且所述放電電阻R3接地。
8.如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種用于電壓源換流器的晶閘管分流檢測電路的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)斷開諧振回路的開關(guān)K2和接地放電回路的開關(guān)1(3，上下管IGBT均一直處于關(guān)斷狀態(tài)，所述旁路晶閘管和諧振回路中的晶閘管都一直處于觸發(fā)狀態(tài)； (2)閉合試驗(yàn)電源的斷路器QZ和充電電路的開關(guān)K1; (3)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使直流母線電壓達(dá)到要求并為諧振回路的電容C充電； (4)充電達(dá)到穩(wěn)定后，斷開試驗(yàn)電源的斷路器和充電電路的開關(guān)K1； (5)閉合諧振回路的開關(guān)K2。
9.如權(quán)利要求8所述方法，其特征在于:所述步驟(I)通過半橋電壓源換流器控制器上電，令其產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，使上下管IGBT均一直處于關(guān)斷狀態(tài)、旁路晶閘管和充放電回路中的晶閘管都一直處于觸發(fā)狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求8所述方法，其特征在于:檢測完畢后，閉合接地放電回路的開關(guān)K3，待諧振回路中的電容C充分放電后，分別檢測每個(gè)晶閘管和半橋電壓源換流器中各個(gè)器件是否完好。
【文檔編號】G01R31/12GK103954893SQ201410194146
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】王軒, 喻勁松, 燕翚, 王宇紅 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞科技有限公司