CN103954893B - 一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路及检测方法，所述电路包括依次连接的试验电源、直流电源、充电电路以及分别与电压源换流器的晶闸管被试设备和接地放电回路连接的谐振回路；所述谐振回路用于产生冲击电流。所述方法为：断开谐振回路的开关K2和接地放电回路的开关K3，上下管IGBT均一直处于关断状态，所述旁路晶闸管和谐振回路中的晶闸管都一直处于触发状态；闭合试验电源的断路器和充电电路的开关K1；调节调压器，使直流母线电压达到要求并为谐振回路的电容C充电；充电稳定后，断开试验电源的断路器和充电电路的开关K1；闭合谐振回路的开关K2。本发明满足对检验半桥电压源换流器晶闸管流过冲击电流能力的要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种晶闸管分流检测电路及检测方法，具体讲涉及一种用于半桥结构电压源换流器的晶闸管分流检测电路及检测方法。
背景技术：
晶闸管器件是一种高电压、大功率的功率半导体器件，它具有容量大、效率高和控制性好等优点，广泛应用在对电能的整流、逆变、斩波和开关等电路，是信息产业和传统产业间的重要接口，是弱电控制和强电被控装置间的桥梁。
随着电力电子技术的发展，作为HVDC的核心部件的大功率电力电子器件为基础的高压串联阀的运行可靠性和在各种电力***状态下的生存能力逐渐成为一个关系到HVDC能否在电力***中得到广泛应用的关键问题。为了提高晶闸管的可靠性，已经进行了大量的理论研究工作，但完整的试验仍然是提高和保证晶闸管串联阀可靠性的最终技术手段。
过电流试验是检验阀在故障情况下，耐受过电流、电压及其相关热效应的能力。本申请针对如何在故障情况下可靠触发晶闸管，并考察晶闸管耐受大电流能力。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路及检测方法，本发明能够满足对检验半桥电压源换流器晶闸管流过冲击电流能力的要求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，所述电路包括依次连接的试验电源、直流电源、充电电路以及分别与电压源换流器的晶闸管被试设备和接地放电回路连接的谐振回路。
本发明提供的一种用于半桥结构电压源换流器的晶闸管分流保护电路，所述试验电源包括低压单相交流电源或低压三相交流电源和与所述电源连接的断路器QZ。
本发明提供的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，所述直流电源包括与所述试验电源依次串联连接的调压器、变压器和不控整流桥；所述不控整流桥为单相整流桥或三相整流桥。
本发明提供的另一优选的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，所述充电电路包括与所述不控整流桥输出端依次串联连接的充电电阻R1和开关K1。
本发明提供的再一优选的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，所述谐振回路包括与所述充电回路并联的电容C、与所述充电电路一端依次连接的电感L、电阻R2、晶闸管和开关K2；所述晶闸管为有大于被试设备晶闸管I2t值和大于被试设备晶闸管耐压值；
所述充电电路用于控制所述电容C的充电时间。
本发明提供的又一优选的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，所述被试设备包括与所述放电回路中的晶闸管反向并联的半桥电压源换流器，所述半桥电压源换流器包括2只IGBT串联组成上下管的半桥桥臂，每只所述IGBT与续流二极管反向并联；
上管IGBT集电极与下管IGBT发射极之间并联直流电容器，所述半桥桥臂中点与下管IGBT发射极之间并联子模块旁路晶闸管；所述半桥桥臂连接控制器。
本发明提供的又一优选的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，所述接地放电回路包括与所述电容C正极连接的开关K3和与所述开关K3串联的放电电阻R3且所述放电电阻R3接地。
本发明提供的一种包含上述技术方案的检测电路的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)断开谐振回路的开关K2和接地放电回路的开关K3，上下管IGBT均一直处于关断状态，所述旁路晶闸管和谐振回路中的晶闸管都一直处于触发状态；
(2)闭合试验电源的断路器和充电电路的开关K1；
(3)调节调压器，使直流母线电压达到要求并为谐振回路的电容C充电；
(4)充电达到稳定后，断开试验电源的断路器和充电电路的开关K1；
(5)闭合谐振回路的开关K2；
本发明提供的一种检测方法，所述步骤(1)通过半桥电压源换流器控制器上电，令其产生触发脉冲，使上下管IGBT均一直处于关断状态、旁路晶闸管和充放电回路中的晶闸管都一直处于触发状态。
本发明提供的一种检测方法，检测完毕后，闭合接地放电回路的开关K3，待谐振回路中的电容C充分放电后，分别检测每个晶闸管和半桥电压源换流器中各个器件是否完好。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明的试验装置结构简单，试验方法简单可靠；
2、本发明的试验所需的电源容量较小；
3、本发明在较低的电压下使用较小的电容值即可构造极大的冲击电流；
4、本发明能够模拟UPFC后柔性直流直流母线短路的故障，满足对检验半桥电压源换流器晶闸管流过冲击电流能力的要求；
5、本发明中的半桥电压源换流器用于检验冲击电流对子模块旁路晶闸管是否会产生不良影响；
6、接地放电回路用于在试验完毕后使电容C放电，保证试验安全。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本例的发明用于半桥结构电压源换流器的晶闸管分流保护电路包括依次连接的试验电源、直流电源、充电电路、谐振回路和被试设备；所述谐振回路与接地放电回路连接。
所述试验电源包括低压单相交流电源或低压三相交流电源和与所述电源连接的断路器。
所述直流电源包括与所述试验电源依次串联连接的调压器、变压器和不控整流桥；所述不控整流桥为单相整流桥或三相整流桥。
所述充电电路包括与所述不控整流桥输出端依次串联连接的充电电阻R1和开关K1。
所述谐振回路包括与所述充电回路并联的电容C、与所述充电电路一端依次连接的电感L、电阻R2、晶闸管和开关K2；所述晶闸管为有大于被试设备晶闸管I2t值和大于被试设备晶闸管耐压值，所述充电电路用于控制电容C的充电时间。
所述被试设备包括与所述放电回路中的晶闸管反向并联的半桥电压源换流器，所述半桥电压源换流器包括2只IGBT串联组成上下管的半桥桥臂，每只所述IGBT与续流二极管反向并联；
上管IGBT集电极与下管IGBT发射极之间并联直流电容器，所述半桥桥臂中点与下管IGBT发射极之间并联子模块旁路晶闸管；所述半桥桥臂连接控制器。
所述接地放电回路包括与所述电容C正极连接的开关K3和与所述开关K3串联的放电电阻R3且所述放电电阻R3接地。
包含上述技术方案的电路的检测方法为：
1)断开谐振回路的开关K2、接地放电回路的开关K3，半桥电压源换流器控制器上电，令其产生触发脉冲，使上下管IGBT均一直处于关断状态，使旁路晶闸管和谐振回路中的晶闸管都一直处于触发状态；
2)闭合试验电源的断路器QZ和充电电路的开关K1；
3)调节调压器，使直流母线电压达到要求，对谐振回路的电容C充电；
4)充电达到稳定后，断开试验电源的断路器QZ和充电电路的开关K1；
5)闭合谐振回路的开关K2，测试开始；
6)测试完毕后，闭合接地放电回路的开关K3，待电容充分放电后，分别检测所有晶闸管和半桥电压源换流器中每个器件是否完好。
其中，谐振回路用于产生冲击电流，晶闸管用于检验流过冲击电流的能力，半桥电压源换流器用于检验冲击电流对子模块旁路晶闸管是否会产生不良影响。
最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于半桥电压源换流器的晶闸管分流检测电路，其特征在于：所述检测电路包括依次连接的试验电源、直流电源、充电电路、谐振回路、被试设备，及与谐振回路并联的接地放电回路；
所述被试设备中的半桥电压源换流器中的2只IGBT串联组成上下管的半桥桥臂，并分别与2只续流二极管反向并联；上管IGBT集电极与下管IGBT发射极之间并联直流电容器，所述半桥桥臂中点与下管IGBT发射极之间并联被试设备的晶闸管V2；所述半桥桥臂连接控制器；
所述试验电源包括与断路器QZ连接的低压单相交流电源或低压三相交流电源；
所述直流电源包括与所述试验电源依次串联连接的调压器、变压器和不控整流桥；所述不控整流桥为单相整流桥或三相整流桥；
所述充电电路包括与所述不控整流桥输出端依次串联连接的充电电阻R1和开关K1；
所述谐振回路包括与所述充电回路并联的电容C、与所述充电电路一端依次连接的电感L、电阻R2、晶闸管V1和开关K2；所述晶闸管V1的I2t值为不小于被试设备晶闸管V2的I2t值；
所述晶闸管V1的耐压值不小于被试设备晶闸管V2的耐压值；所述充电电路用于控制所述电容C的充电时间。
2.如权利要求1所述的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路，其特征在于：所述接地放电回路包括与所述电容C正极连接的开关K3和与所述开关K3串联的放电电阻R3且所述放电电阻R3接地。
3.如权利要求2所述的一种用于电压源换流器的晶闸管分流检测电路的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)断开谐振回路的开关K2和接地放电回路的开关K3，上下管IGBT均一直处于关断状态，所述被试设备的晶闸管V2和谐振回路中的晶闸管V1都一直处于触发状态；
(2)闭合试验电源的断路器QZ和充电电路的开关K1；
(3)调节调压器，使直流母线电压达到要求并为谐振回路的电容C充电；
(4)充电达到稳定后，断开试验电源的断路器和充电电路的开关K1；
(5)闭合谐振回路的开关K2；
(6)检测完毕后，闭合接地放电回路的开关K3，待谐振回路中的电容C充分放电后，分别检测每个晶闸管和半桥电压源换流器中各个器件是否完好。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于：所述步骤(1)通过半桥电压源换流器控制器上电，令其产生触发脉冲，使上下管IGBT均一直处于关断状态、被试设备的晶闸管V2和谐振回路中的晶闸管V1都一直处于触发状态。
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