一种短路模拟试验电路及其试验方法技术

本发明专利技术公开一种短路模拟试验电路，用于对换流阀的运行工况进行试验考核；所述短路模拟试验电路包括电容充电电源模块、故障电流发生电路和换流阀充电电源模块，电容充电电源模块的负极连接故障电流发生电路的正极性输入端，而电容充电电源模块的正极连接故障电流发生电路的负极性输入端；所述故障电流发生电路的正极性输出端分别连接换流阀充电电源模块的正极和换流阀的高压输出端，故障电流发生电路的负极性输出端分别连接换流阀充电电源模块的负极和换流阀的低压输出端。此种试验电路可实现对换流阀故障运行工况的试验考核。本发明专利技术还公开一种短路模拟试验电路的试验方法。

【技术实现步骤摘要】
-种短路模拟试验电路及其试验方法
本专利技术涉及大功率电力电子技术的运行试验方法，具体是一种短路模拟试验电路 及试验方法。
技术介绍
随着大功率电力电子变流技术在电力系统中的应用，其核也部件一换流阀的可 靠性成为系统安全的关键。系统电压高、电流大、容量大，很难在试验环境中构建同实际运 行工况相同的全载电路进行试验，因此如何在试验环境中构建等效的试验电路，进行与实 际运行工况强度相当的试验成为解决问题的关键。 在基于可关断器件阀大功率电力电子装置的实际运行中，会发生由于系统故障、 直流侧接地故障等原因引起模块中绝缘栅双极型晶体管（IGBT)的反并联二极管过电流，由 于二极管的不可控性，无法自身关断过电流，同时由于系统保护动作时间较长，二极管必须 承受故障期间的过电流，但故障时的过电流会远远超过器件本身的耐受值。进行短路模拟 试验的目的就是考验其对于故障电流运行工况下的最大电流、电压和温度应力作用的设计 是正确的。试验中须通过外围电路向被测对象注入实际工况的大电流。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供，其可实现对换流 阀故障运行工况的试验考核。 为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是： -种短路模拟试验电路，用于对换流阀的运行工况进行试验考核；所述短路模拟 试验电路包括电容充电电源模块、故障电流发生电路和换流阀充电电源模块，电容充电电 源模块的负极连接故障电流发生电路的正极性输入端，而电容充电电源模块的正极连接故 障电流发生电路的负极性输入端；所述故障电流发生电路的正极性输出端分别连接换流阀 充电电源模块的正极和换流阀的高压输出端，故障电流发生电路的负极性输出端分别连接 换流阀充电电源模块的负极和换流阀的低压输出端。 上述电容充电电源模块包括第一直流电源和第H控制开关，二者相互串联组成串 联支路，并定义该串联支路与第一直流电源的正极方向一致的一端为电容充电电源模块的 正极，定义另一极为电容充电电源模块的负极。 上述故障电流发生电路包括电容、电感、第一电阻、第二电阻、二极管、第一控制开 关和第二控制开关，其中，所述电容和第一电阻并联后，再与第二电阻、电感相互串联组成 串联支路，该串联支路再与二极管并联，且所述二极管的阳极还连接第一控制开关的一端， 二极管的阴极连接第二控制开关的一端；定义二极管的阳极为故障电流发生电路的正极性 输入端，定义二极管的阴极为故障电流发生电路的负极性输入端，定义第一控制开关的另 一端为故障电流发生电路的正极性输出端，定义第二控制开关的另一端为故障电流发生电 路的负极性输出端。 上述电感采用可调电感，第二电阻采用可调电阻。 上述换流阀充电电源模块包括第四控制开关和第二直流电源，二者相互串联组成 串联支路，定义该串联支路与第二直流电源的正极方向一致的一端为换流阀充电电源模块 的正极，定义另一端为换流阀充电电源模块的负极。 上述换流阀包括至少一个同向布置的功率半导体开关器件模块组成的连接。 上述换流阀采用模块化多电平换流器或H桥级联型变换器。 基于如前所述的一种短路模拟试验电路的试验方法，包括如下步骤： (1)闭合第四控制开关，断开第一、二、H控制开关，所述换流阀充电电源模块的第 二直流电源对换流阀充电，直到模块运行电压断开第四控制开关； (2)闭合第H控制开关，所述电容充电电源模块的第一直流电源对故障电流发生 电路的电容充电，直至达到充电电压，断开第H控制开关； (3)闭合第一控制开关和第二控制开关，使电流正半周流过电容、电感、第二电阻 和换流阀，使电流负半周流过二极管； (4)记录电路中的电流参数，进行分析。 采用上述方案后，本专利技术具有W下特点： (1)本专利技术的试验方法，仅需控制几个开关的分合即可实现对电路的操作，控制简 单，实现方便，对于试验装置的安全性十分有利； (2)本专利技术提供的方法通过试验电路中的故障电流发生电路，将指数衰减的正弦 半波电流叠加施加于换流阀，使换流阀耐受同实际故障工况相当的暂态电流、暂态的热与 损耗强度，实现对换流阀运行工况的试验考核，为换流阀的可靠运行提供保证。 【附图说明】 图1是本专利技术试验电路的整体架构图； [002引图2是换流阀的电流波形图。 【具体实施方式】 W下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。 如图1所示，本专利技术提供一种短路模拟试验电路，用于对换流阀4的运行工况进行 试验考核，所述换流阀4包括至少一个同向布置的功率半导体开关器件模块组成的连接， 具体可采用换流阀晶间管16,可采用模块化多电平换流器或H桥级联型变换器；所述试验 电路包括电容充电电源模块1、故障电流发生电路2和换流阀充电电源模块3,电容充电电 源模块1的负极连接故障电流发生电路2的正极性输入端，而电容充电电源模块1的正极 连接故障电流发生电路2的负极性输入端；所述故障电流发生电路2的正极性输出端分别 连接换流阀充电电源模块3的正极和换流阀4的高压输出端，故障电流发生电路2的负极 性输出端分别连接换流阀充电电源模块3的负极和换流阀4的低压输出端。下面对各部分 分别介绍。 [00巧]所述电容充电电源模块1包括第一直流电源5和第H控制开关6，二者相互串联组 成串联支路，并定义该串联支路与第一直流电源5的正极方向一致的一端为电容充电电源 模块1的正极，定义另一极为电容充电电源模块1的负极。 所述故障电流发生电路2包括电容8、电感10、第一电阻9、第二电阻7、第一控制 开关12、第二控制开关13和二极管11，其中，电容8的容量是lOmF，电感10采用0?20恤 可调，第一电阻9的阻值是10000欧姆，第二电阻7的阻值0?10欧姆可调，其中，电感10 的感值可调节，通过调节其感值，可W控制故障电流发生电路2输出电流的振荡频率，第二 电阻7的阻值可调节，通过调节其阻值，可W控制故障电流发生电路2输出电流的衰减系 数；所述电容8和第一电阻9并联后，与第二电阻7、电感10相互串联组成串联支路，该串 联支路再与二极管11并联，且所述二极管11的阳极还连接第一控制开关12的一端，二极 管11的阴极连接第二控制开关13的一端；定义二极管11的阳极为故障电流发生电路2的 正极性输入端，定义二极管11的阴极为故障电流发生电路2的负极性输入端，定义第一控 制开关12的另一端为故障电流发生电路2的正极性输出端，定义第二控制开关13的另一 端为故障电流发生电路2的负极性输出端。 前述故障电流发生电路2中，电感10的感值可调节，第二电阻7的阻值可调节，根 据电容、电感、电阻串联谐振原理，电流的变化满足：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短路模拟试验电路，用于对换流阀的运行工况进行试验考核；其特征在于，所述短路模拟试验电路包括电容充电电源模块、故障电流发生电路和换流阀充电电源模块，电容充电电源模块的负极连接故障电流发生电路的正极性输入端，而电容充电电源模块的正极连接故障电流发生电路的负极性输入端；所述故障电流发生电路的正极性输出端分别连接换流阀充电电源模块的正极和换流阀的高压输出端，故障电流发生电路的负极性输出端分别连接换流阀充电电源模块的负极和换流阀的低压输出端。

【技术特征摘要】
1. 一种短路模拟试验电路，用于对换流阀的运行工况进行试验考核；其特征在于，所 述短路模拟试验电路包括电容充电电源模块、故障电流发生电路和换流阀充电电源模块， 电容充电电源模块的负极连接故障电流发生电路的正极性输入端，而电容充电电源模块的 正极连接故障电流发生电路的负极性输入端；所述故障电流发生电路的正极性输出端分别 连接换流阀充电电源模块的正极和换流阀的高压输出端，故障电流发生电路的负极性输出 端分别连接换流阀充电电源模块的负极和换流阀的低压输出端。2. 如权利要求1所述的一种短路模拟试验电路，其特征在于：所述电容充电电源模块 包括第一直流电源和第三控制开关，二者相互串联组成串联支路，并定义该串联支路与第 一直流电源的正极方向一致的一端为电容充电电源模块的正极，定义另一极为电容充电电 源模块的负极。3. 如权利要求2所述的一种短路模拟试验电路，其特征在于：所述故障电流发生电路 包括电容、电感、第一电阻、第二电阻、二极管、第一控制开关和第二控制开关，其中，所述电 容和第一电阻并联后，再与第二电阻、电感相互串联组成串联支路，该串联支路再与二极管 并联，且所述二极管的阳极还连接第一控制开关的一端，二极管的阴极连接第二控制开关 的一端；定义二极管的阳极为故障电流发生电路的正极性输入端，定义二极管的阴极为故 障电流发生电路的负极性输入端，定义第一控制开关的另一端为故障电流发生电路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：连建阳，姜田贵，朱铭炼，谢晔源，段军，殷冠贤，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32