專利名稱：一種新型換流閥模塊晶閘管級試驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)器件領域，具體涉及一種新型換流閥模塊試驗方法。
背景技術：
換流閥模塊試驗中最基本的是例行試驗，例行試驗之前需要進行功能性試驗， 由于傳統(tǒng)的直流輸電工程都是采購國外的換流閥，因而換流閥例行試驗中的功能性試驗 均需要使用閥測試設備(VTE)做實驗，VTE的技術長期被外國公司掌握，國內(nèi)目前由于 直流輸電工程還沒有自主研發(fā)的換流閥，因而該項功能性試驗也沒有可靠的試驗方法和 先進的試驗設備，該發(fā)明即是在這樣一種背景技術下提出一種新穎的換流閥模塊功能試 驗的設計方案，該技術方案設計方法新穎，具有很強的創(chuàng)新性。發(fā)明CN20010241741.8描述了一種新型的直流換流閥例行試驗單元，其特征在 于利用工控機作為系統(tǒng)的核心，包括各種試驗外圍電路，低電壓觸發(fā)試驗單元，沖擊電 壓單元，阻抗測試儀等。利用PLC控制邏輯控制沖擊單元的充放電及其他外圍設備的工 作。該試驗單元構(gòu)成復雜，實現(xiàn)難度較大，目前國內(nèi)還仍未有自主研發(fā)成功并應用于實 際工程的試驗單元。本發(fā)明發(fā)明電路設計簡單，易于實現(xiàn)，比利用PLC控制簡單優(yōu)化。 TE試驗平臺設計簡單，全部控制回路均采用光路控制，防止電信號干擾，控制安全可罪。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新穎的直流換流閥用TE功能試驗方法。由于在每個換 流閥模塊出廠之前，必須進行例行試驗，例行試驗中最重要的一項是功能性試驗，用于 驗證換流閥模塊晶閘管級的電氣接線，晶閘管電子設備(TE)是否功能正常。為了克服由 于沒有國外進口 VTE的情況下，能夠順利進行閥模塊例行試驗，提出了本發(fā)明的方法。 晶閘管級的正確接線和TE的可靠工作是保證換流閥運行正常運行的前提條件，由于目前 國內(nèi)尚沒有市場上研發(fā)成功VTE，為了能推動換流閥的國產(chǎn)化研發(fā)進程，本發(fā)明提出了 一種新穎的試驗方法，用于在沒有VTE的條件下來完成該項功能性試驗內(nèi)容。本發(fā)明提出的一種新型換流閥模塊晶閘管級試驗方法，包括(1)試驗電路包括交流電源、交流濾波器、隔離開關、調(diào)壓器、隔離變壓器、限 流電阻、正反向串聯(lián)的絕緣柵雙極型功率管IGBT、沖擊電壓發(fā)生器和試驗平臺構(gòu)成，在 電路中，交流電源和交流濾波器AF相連，目的是為了得到較好的交流電壓波形，交流電 源和隔離開關相連，給電路提供開關電路；電源通過隔離開關和調(diào)壓器相連，調(diào)壓器的 輸出端和隔離變壓器的輸入端相連，通過調(diào)整調(diào)壓器的電壓，調(diào)整變壓器的輸出電壓， 隔離變壓器的輸出端和限流電阻相連，作用是限制回路的電流不要過大，從而避免損壞 回路中其他的元器件，限流電阻的輸出端和絕緣柵雙極型功率管IGBT相連，絕緣柵雙極 型功率管IGBT的輸出端和晶閘管級試品相連，目的是為了通過控制絕緣柵雙極型功率管 IGBT的開通和關斷，來控制施加在晶閘管兩端的電壓波形，沖擊電壓發(fā)生器的輸出端和晶閘管級試品連接，高壓端接在晶閘管陽極，低壓端和晶閘管陰極連接，并且接地，作 用是為了對晶閘管施加沖擊電壓；(2)所述的正反向串聯(lián)的絕緣柵雙極型功率管IGBT的連接方式為第一絕緣柵雙 極型功率管IGBTl和第二絕緣柵雙極型功率管IGBT2并聯(lián)連接，每個絕緣柵雙極型功率 管IGBT并聯(lián)有續(xù)流二極管，當電路電壓為正時，回路中的電流通過第一絕緣柵雙極型功 率管IGBTl和第二絕緣柵雙極型功率管IGBT2的并聯(lián)二極管形成通路，為晶閘管提供正 向電壓；當電路電壓為負時，回路中的電流通過第二絕緣柵雙極型功率管IGBT2和第一 絕緣柵雙極型功率管IGBTl的并聯(lián)二極管形成通路，為晶閘管提供反向電壓；通過試驗 平臺向絕緣柵雙極型功率管IGBT發(fā)送觸發(fā)脈沖，當觸發(fā)脈沖為高電平時，絕緣柵雙極型 功率管IGBT導通，當觸發(fā)脈沖為低電平時，絕緣柵雙極型功率管IGBT關斷；當絕緣柵 雙極型功率管IGBT導通時，回路開通，電壓施加至晶閘管陽極，當回路關斷時，電壓不 能加至晶閘管陽極； 其中，所述沖擊電壓發(fā)生器采用光電觸發(fā)方式，當接收到試驗平臺發(fā)送的觸發(fā) 點火脈沖時，沖擊電壓發(fā)生器觸發(fā)點火，使沖擊電壓發(fā)生器的球隙被擊穿放電，將沖擊 電壓波形施加至晶閘管兩端。其中，所述試驗平臺通過和交流側(cè)電源連接，通過交流濾波器，得到供試驗平 臺工作的同步工作信號，通過內(nèi)部系統(tǒng)向晶閘管級的電路板TE發(fā)送觸發(fā)脈沖，并接受其 回報脈沖。其中，所述晶閘管級試品包括阻尼回路、直流均壓回路、晶閘管和晶閘管電子 設備TE，阻尼回路包括阻尼電阻和阻尼電容，直流均壓回路包括兩個直流均壓電阻串 聯(lián)。本發(fā)明的有益效果是晶閘管級及TE的功能性試驗需要電壓發(fā)生裝置和TE回報 檢測裝置共同完成，其中電壓發(fā)生裝置包括工頻低電壓發(fā)生裝置和沖擊電壓發(fā)生器，晶 閘管正常工作需要由試驗平臺發(fā)送觸發(fā)編碼脈沖至TE，由TE產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，并觸發(fā)晶 閘管，并接收由TE所產(chǎn)生的各種回報信息，通過試驗平臺對施加至沖擊電壓發(fā)生器的電 壓電流和由TE回報的狀態(tài)信息進行綜合判斷，給出該項功能性試驗的結(jié)果。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容被更清楚的理解，并便于具體實施方式
的描述，下面給出 與本發(fā)明相關的

如下圖1是本發(fā)明的換流閥模塊試驗原理圖。圖2是晶閘管觸發(fā)電壓波形和觸發(fā)脈沖波形。圖3是晶閘管恢復期保護試驗的波形。
具體實施例方式該發(fā)明的技術方案如附圖1所示，該試驗裝置由調(diào)壓器、隔離變壓器、限流電 阻、TE試驗平臺、沖擊電壓發(fā)生器、試品和TE構(gòu)成，其電氣連接關系由圖可見，其工 作原理如下電壓發(fā)生裝置由220Vms交流源和隔離變壓器構(gòu)成低電壓回路，沖擊電壓 發(fā)生器構(gòu)成高電壓回路，此二者完成功能性試驗所需要的電壓波形。TE試驗平臺向TE發(fā)送晶閘管觸發(fā)編碼脈沖，并接收由TE回報的狀態(tài)監(jiān)測信息。參見附圖1，換流閥模塊晶閘管級試驗電路是由交流電源、交流濾波器、隔離開 關、調(diào)壓器、隔離變壓器、限流電阻、正反向串聯(lián)的IGBT、沖擊電壓發(fā)生器、試驗平臺 構(gòu)成。在電路中，交流電源和交流濾波器AF相連，目的是為了得到較好的交流電壓波 形，交流電源和隔離開關相連，為給電路提供開關電路。電源通過隔離開關和調(diào)壓器相 連，調(diào)壓器的輸出端和隔離變壓器的輸入端相連，可以通過調(diào)整調(diào)壓器的電壓，調(diào)整變 壓器的輸出電壓。隔離變壓器的輸出端和限流電阻相連，目的是為了限制回路的電流不 要過大，免得損壞回路中其他的元器件。限流電阻的輸出端和IGBT相連，GBT的輸出 端和晶閘管級試品相連，目的是為了通過控制IGBT的開通和關斷，來控制施加在晶閘管 兩端的電壓波形。沖擊電壓發(fā)生器的輸出端和晶閘管級試品連接，高壓端接在晶閘管陽 極，低壓端和晶閘管陰極連接，并且接地，其目的是為了對晶閘管施加沖擊電壓。沖擊 電壓發(fā)生器是由試驗平臺向其發(fā)送脈沖寬度約為IOOus的光觸發(fā)脈沖使得其觸發(fā)點火的。正反向串聯(lián)的IGBT的連接方式為IGBTl和IGBT2并聯(lián)連接，每個IGBT并聯(lián)有 續(xù)流二極管，當電路電壓為正時，回路中的電流通過IGBT1、IGBT2的并聯(lián)二極管形成 通路，為晶閘管提供正向電壓。當電路電壓為負時，回路中的電流通過IGBT2、IGBTl 的并聯(lián)二極管形成通路，為晶閘管提供反向電壓。通過試驗平臺向IGBT發(fā)送觸發(fā)脈沖， 當觸發(fā)脈沖為高點平時，IGBT導通，當觸發(fā)脈沖為低電平時，IGBT關斷。當IGBT導 通時，回路開通，電壓施加至晶閘管陽極，當回路關斷時，電壓不能加至晶閘管陽極。為了詳細說明試驗結(jié)果，參見附圖2，是TE在接收到觸發(fā)脈沖后觸發(fā)晶閘管 的波形，其中A通道的波形，第一個電平為晶間管觸發(fā)編碼脈沖，第二個是停止編碼脈 沖。是由TE試驗平臺產(chǎn)生。B通道的波形是晶閘管的觸發(fā)后的電壓波形，該電壓為低 電壓試驗的波形，即是由附圖1中的電路產(chǎn)生?？梢姡擳E接收到觸發(fā)編碼脈沖后即可 觸發(fā)晶閘管。即實現(xiàn)了晶閘管換流閥低壓試驗所需要的條件，能夠滿足該項試驗。圖3是晶閘管恢復期保護試驗的波形。其中A通道為TE向沖擊電壓發(fā)生器發(fā) 送的觸發(fā)脈沖，沖擊電壓發(fā)生器接收到該脈沖后產(chǎn)生沖擊電壓波形，當TE檢測到該沖擊 電壓大于保護值時，晶閘管保護性觸發(fā)。 上面通過特別的實施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員還可意識 到變 型和可選的實施例的多種可能性，例如，通過組合和/或改變單個實施例的特征。因 此，可以理解的是這些變型和可選的實施例將被認為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍 僅僅被附上的發(fā)明權利要求書及其同等物限制。
權利要求
1.一種新型換流閥模塊晶間管級試驗方法，其特征在于(1)試驗電路包括交流電源、交流濾波器、隔離開關、調(diào)壓器、隔離變壓器、限流電 阻、正反向串聯(lián)的絕緣柵雙極型功率管IGBT、沖擊電壓發(fā)生器和試驗平臺構(gòu)成，在電路 中，交流電源和交流濾波器AF相連，目的是為了得到較好的交流電壓波形，交流電源和 隔離開關相連，給電路提供開關電路；電源通過隔離開關和調(diào)壓器相連，調(diào)壓器的輸出 端和隔離變壓器的輸入端相連，通過調(diào)整調(diào)壓器的電壓，調(diào)整變壓器的輸出電壓，隔離 變壓器的輸出端和限流電阻相連，作用是限制回路的電流不要過大，從而避免損壞回路 中其他的元器件，限流電阻的輸出端和絕緣柵雙極型功率管IGBT相連，絕緣柵雙極型 功率管IGBT的輸出端和晶閘管級試品相連，目的是為了通過控制絕緣柵雙極型功率管 IGBT的開通和關斷，來控制施加在晶閘管兩端的電壓波形，沖擊電壓發(fā)生器的輸出端和 晶閘管級試品連接，高壓端接在晶閘管陽極，低壓端和晶閘管陰極連接，并且接地，作 用是為了對晶閘管施加沖擊電壓；(2)所述的正反向串聯(lián)的絕緣柵雙極型功率管IGBT的連接方式為第一絕緣柵雙極型 功率管IGBTl和第二絕緣柵雙極型功率管IGBT2并聯(lián)連接，每個絕緣柵雙極型功率管 IGBT并聯(lián)有續(xù)流二極管，當電路電壓為正時，回路中的電流通過第一絕緣柵雙極型功率 管IGBTl和第二絕緣柵雙極型功率管IGBT2的并聯(lián)二極管形成通路，為晶閘管提供正向 電壓；當電路電壓為負時，回路中的電流通過第二絕緣柵雙極型功率管IGBT2和第一絕 緣柵雙極型功率管IGBTl的并聯(lián)二極管形成通路，為晶閘管提供反向電壓；通過試驗平 臺向絕緣柵雙極型功率管IGBT發(fā)送觸發(fā)脈沖，當觸發(fā)脈沖為高電平時，絕緣柵雙極型功 率管IGBT導通，當觸發(fā)脈沖為低電平時，絕緣柵雙極型功率管IGBT關斷；當絕緣柵雙 極型功率管IGBT導通時，回路開通，電壓施加至晶閘管陽極，當回路關斷時，電壓不能 加至晶閘管陽極。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述沖擊電壓發(fā)生器采用光電觸發(fā)方式，當 接收到試驗平臺發(fā)送的觸發(fā)點火脈沖時，沖擊電壓發(fā)生器觸發(fā)點火，使沖擊電壓發(fā)生器 的球隙被擊穿放電，將沖擊電壓波形施加至晶閘管兩端。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述試驗平臺通過和交流側(cè)電源連接，通過 交流濾波器，得到供試驗平臺工作的同步工作信號，通過內(nèi)部系統(tǒng)向晶閘管級的電路板 TE發(fā)送觸發(fā)脈沖，并接受其回報脈沖。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述晶閘管級試品包括阻尼回路、直流均壓 回路、晶閘管和晶閘管電子設備TE，阻尼回路包括阻尼電阻和阻尼電容，直流均壓回路 包括兩個直流均壓電阻串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)器件領域，具體涉及一種新型換流閥模塊試驗方法。在每個換流閥模塊出廠之前，必須進行例行試驗，例行試驗中最重要的一項是功能性試驗，用于驗證換流閥模塊晶閘管級的電氣接線，晶閘管電子設備(TE)是否功能正常，本發(fā)明即對功能性試驗提出一種新穎的設計方法。試驗電路包括交流電源、交流濾波器、隔離開關、調(diào)壓器、隔離變壓器、限流電阻、正反向串聯(lián)的絕緣柵雙極型功率管IGBT、沖擊電壓發(fā)生器和試驗平臺構(gòu)成。試驗電路的工作是通過試驗平臺統(tǒng)一控制，交流系統(tǒng)電路為晶閘管級提供試驗電壓，通過IGBT控制回路的開通和關斷，使得施加至晶閘管級的電壓、電流發(fā)生變化，沖擊電壓發(fā)生器用以向晶閘管級提供沖擊電壓。
文檔編號G01R31/327GK102012481SQ201010512418
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權日2010年10月12日
發(fā)明者張靜, 郝長城, 陳龍龍 申請人:中國電力科學研究院