柔性直流輸電工程電壓源換流器閥igbt過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于柔性高壓直流輸電、電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著柔性高壓直流輸電(VSC-HVDC)技術(shù)在電力系統(tǒng)工程實(shí)際中的應(yīng)用，其核心部件電壓源換流器閥的可靠性成為決定系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素。由于VSC-HVDC裝置具有電壓高、電流大、容量大的特點(diǎn)，所以搭建與實(shí)際運(yùn)行工況等效的試驗(yàn)回路來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行型式試驗(yàn)顯得尤為重要。
[0003]電壓源換流器閥核心器件為可關(guān)斷器件IGBT，閥運(yùn)行過(guò)程中存在兩種過(guò)電流工況。一種是由故障引起的子模塊內(nèi)部或子模塊之間的橋臂直通;另一種是由于各種原因引起的IGBT緩慢過(guò)電流，兩種過(guò)電流的區(qū)別在于第一種過(guò)電流的電流上升率和電流幅值都很大。但是無(wú)論發(fā)生哪種工況的過(guò)電流都需要控制電路能夠及時(shí)檢測(cè)到過(guò)電流并閉鎖IGBT觸發(fā)脈沖以保護(hù)器件，從而保證子模塊和整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置，用于等效發(fā)生特定短路故障或誤觸發(fā)的實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)電流和電壓應(yīng)力進(jìn)行考核，以驗(yàn)證電壓源換流器閥設(shè)計(jì)是否合理和正確，尤其是IGBT及其相關(guān)電路過(guò)電流關(guān)斷能力及特性是否滿足設(shè)計(jì)要求。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)電源S、試驗(yàn)電容器CL、輔助閥V3、限流電抗器L2/L3、試驗(yàn)電抗器L1、試品閥V1/V2、開(kāi)關(guān)設(shè)備CB1/CB3/CB6、隔離開(kāi)關(guān)K1/K2、可調(diào)電抗器L4、旁路電阻R2和晶閘管閥V4;其中，
[0007]試驗(yàn)電源S高壓端串接限流電抗器L2、保護(hù)開(kāi)關(guān)CB3后與試驗(yàn)電容器CL高壓端相連;試驗(yàn)電容器CL高壓端與輔助閥V3高壓端相連;輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3后與試品閥VI高壓端相連;輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3、試驗(yàn)電抗器L1后與試品閥V2高壓端相連;試品閥VI高壓端串聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)K1后與可調(diào)電抗器L4高壓端相連，試品閥V2高壓端串聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)K2后與可調(diào)電抗器L4高壓端相連;旁路電阻R2串聯(lián)旁路開(kāi)關(guān)CB6后并聯(lián)于可調(diào)電抗器L4兩端，可調(diào)電抗器L4低壓端與晶閘管閥V4陽(yáng)極相連;試驗(yàn)電源S低壓端、試驗(yàn)電容器CL低壓端、試品閥VI低壓端、晶閘管閥V4陰極和試品閥V2低壓端連接后與試驗(yàn)回路一次接地端子相連。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述試驗(yàn)電源S包括依次連接的進(jìn)線總開(kāi)關(guān)CB1、三相調(diào)壓器VR、整流變壓器T和6脈波整流橋Rec，其中，三相調(diào)壓器VR—次側(cè)通過(guò)串聯(lián)總開(kāi)關(guān)CB1與電網(wǎng)相連;試驗(yàn)電源S、限流電抗器L2和保護(hù)開(kāi)關(guān)CB3串聯(lián)組成充電支路，在過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)對(duì)試驗(yàn)電容器CL、輔助閥V3、試品閥VI和試品閥V2充電。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述隔離開(kāi)關(guān)ΚΙ、隔離開(kāi)關(guān)K2、可調(diào)電抗器L4、旁路電阻R2、旁路開(kāi)關(guān)CB6、晶閘管閥V4組成了過(guò)電流觸發(fā)支路，其中可調(diào)電抗器L4與旁路電阻R2、旁路開(kāi)關(guān)CB6并接后再串接晶閘管閥V4，作為公共支路再分別通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)Κ1、隔離開(kāi)關(guān)Κ2并接在試品閥VI和試品閥V2兩端。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述旁路電阻R2與旁路開(kāi)關(guān)CB6串聯(lián)后并接在可調(diào)電抗器L4兩端，使得當(dāng)CB6合閘時(shí)將施加于試品閥VI或V2上的直流短路電流迅速衰減至零。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述公共支路分別通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)Κ1與試品閥VI或隔離開(kāi)關(guān)Κ2與試品閥V2構(gòu)成過(guò)電流關(guān)斷的試驗(yàn)回路，通過(guò)投切隔離開(kāi)關(guān)Κ1、Κ2來(lái)選擇被試對(duì)象試品閥VI或V2。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述可調(diào)電抗器L4能夠設(shè)定不同的參數(shù)值以滿足實(shí)際運(yùn)行工況下IGBT過(guò)流關(guān)斷時(shí)對(duì)電流變化率di/dt和關(guān)斷電流峰值的要求。
[0013 ]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]1、本發(fā)明所述柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置運(yùn)行容量大，能夠?qū)崿F(xiàn)等效于實(shí)際工況中的運(yùn)行電壓和電流，且能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工程閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷的試驗(yàn)要求，通過(guò)該試驗(yàn)裝置能夠準(zhǔn)確檢測(cè)試品閥IGBT耐受與實(shí)際工況相同的過(guò)電流下的關(guān)斷性能。
[0015]2、本發(fā)明所述柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置不受試品閥內(nèi)部串聯(lián)功率子模塊SM級(jí)數(shù)的限制(原理上可以無(wú)限擴(kuò)容)，所述裝置的參數(shù)和容量能夠滿足不同級(jí)數(shù)功率子模塊串聯(lián)的試品閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)要求。
[0016]3、本發(fā)明所述柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置可靠性高、操作方便且易于實(shí)現(xiàn)，可以靈活地通過(guò)投切開(kāi)關(guān)來(lái)選擇試品閥，提高了試驗(yàn)效率。
【附圖說(shuō)明】
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[0017]圖1為本發(fā)明所述柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置的電氣原理接線圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置試驗(yàn)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0020]本發(fā)明提供的柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置，等效發(fā)生特定短路故障或誤觸發(fā)的實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)IGBT關(guān)斷時(shí)的電流應(yīng)力和電壓應(yīng)力進(jìn)行考核，以驗(yàn)證閥設(shè)計(jì)是否滿足要求。
[0021]如圖1所示，首先，本實(shí)施例提供一種柔性直流輸電工程電壓源換流器閥IGBT過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)電源S、試驗(yàn)電容器CL、輔助閥V3、限流電抗器L2/L3、試驗(yàn)電抗器L1、試品閥V1/V2、開(kāi)關(guān)設(shè)備CB1/CB3/CB6、隔離開(kāi)關(guān)K1/K2、可調(diào)電抗器L4、旁路電阻R2和晶閘管閥V4;其中試驗(yàn)電源S高壓端串接限流電抗器L2、保護(hù)開(kāi)關(guān)CB3后與試驗(yàn)電容器CL高壓端相連;試驗(yàn)電容器CL高壓端與輔助閥V3高壓端相連;輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3后與試品閥VI高壓端相連;輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3、試驗(yàn)電抗器L1后與試品閥V2高壓端相連;試品閥VI高壓端串聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)K1后與可調(diào)電抗器L4高壓端相連，試品閥V2尚壓端串聯(lián)隔尚開(kāi)關(guān)K2后與可調(diào)電抗器L4尚壓端相連;芳路電阻R2串聯(lián)芳路開(kāi)關(guān)CB6后并聯(lián)于可調(diào)電抗器L4兩端，可調(diào)電抗器L4低壓端與晶閘管閥V4陽(yáng)極相連;試驗(yàn)電源S低壓端、試驗(yàn)電容器CL低壓端、試品閥VI低壓端、晶閘管閥V4陰極和試品閥V2低壓端連接后與試驗(yàn)回路一次接地端子