一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统及方法。该系统包括：充电模块、谐振模块、控制模块及功率模块；控制模块包括触发单元、电流检测单元及控制单元；功率模块包括晶闸管单元及功率单元；充电模块用于为谐振模块充电；谐振模块用于提供谐振电流至功率模块；触发单元用于当功率模块发生过流故障时，触发晶闸管单元导通；电流检测单元包括第一电流检测单元和第二电流检测单元；第一电流检测单元设置于谐振模块与功率模块之间，用于检测谐振模块输出的谐振电流；第二电流检测单元设置于晶闸管单元支路上，用于检测流过晶闸管单元的电流；控制单元，用于根据谐振模块输出的谐振电流与流过晶闸管单元的电流判断晶闸管单元是否正常。单元是否正常。单元是否正常。

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统及方法


[0001]本专利技术实施例涉及柔性直流输电技术，尤其涉及一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统及方法。

技术介绍

[0002]柔性直流输电系统的核心是基于全控器件的电压源变流器。多电平技术是实现高压大容量电压源变流器的优选方案。相对于二电平换流器，多电平换流器可以使用低压器件实现高电压等级输出。近几年来，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的出现使多电平换流器在柔性直流输电领域也得到了成功的应用。
[0003]模块化多电平换流器的换流阀设计，由若干个结构完全相同的半桥功率模块串联构成。换流阀在实际运行中，如果发生极间短路故障，则必须触发晶闸管导通完成故障穿越，这样才可以保障柔性直流系统的安全运行。
[0004]目前，当柔性直流换流阀发生极间短路故障时，若换流阀功率模块晶闸管触发故障、或者晶闸管分流比不够，则会导致柔性直流换流阀功率模块损坏，为此需在柔性直流换流阀发生极间短路故障时，寻求一种检测晶闸管发生故障的方法以检验晶闸管器件的完好性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统及方法，以实现当柔性直流换流阀发生极间短路故障时，可靠地检验晶闸管触发是否正常。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统，该检测系统包括：充电模块、谐振模块、控制模块及功率模块；
[0007]所述控制模块包括触发单元、电流检测单元及控制单元；所述功率模块包括晶闸管单元及功率单元；所述晶闸管单元及所述功率单元并联电连接；
[0008]所述充电模块与所述谐振模块电连接，用于为所述谐振模块充电；
[0009]所述谐振模块、所述晶闸管单元与所述功率单元依次并联电连接；所述谐振模块，用于提供谐振电流至所述功率模块；
[0010]所述触发单元与所述晶闸管单元的控制端电连接，用于当所述功率模块发生过流故障时，触发所述晶闸管单元导通；
[0011]所述电流检测单元包括第一电流检测单元和第二电流检测单元；所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元均与所述控制单元电连接；所述第一电流检测单元设置于所述谐振模块与所述功率模块之间，用于检测所述谐振模块输出的谐振电流；所述第二电流检测单元设置于所述晶闸管单元支路上，用于检测流过所述晶闸管单元的电流；
[0012]所述控制单元，用于根据所述谐振模块输出的谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流判断所述晶闸管单元是否正常。
[0013]可选的，所述充电模块包括直流电源和第一控制开关；
[0014]所述直流电源的第一端与所述谐振模块的第一输入端电连接，所述直流电源的第二端与所述第一控制开关的第一端电连接，所述第一控制开关的第二端与所述谐振模块的第二输入端电连接。
[0015]可选的，所述谐振模块包括第一直流电容、电抗器和第二控制开关；
[0016]所述第一直流电容的第一端与所述直流电源的第一端及所述电抗器的第一端电连接，所述第一直流电容的第二端与所述第一控制开关的第二端及所述第二控制开关的第一端电连接；所述电抗器的第二端与所述晶闸管单元的第一端电连接，所述第二控制开关的第二端与所述晶闸管单元的第二端电连接。
[0017]可选的，所述功率单元包括至少一个功率子单元：各所述功率子单元串联电连接；
[0018]所述功率子单元均包括第一半导体器件、第一续流二极管、第二半导体器件、第二续流二极管、第二直流电容及放电电阻；
[0019]所述第一半导体器件反并联电连接所述第一续流二极管；所述第二半导体器件反并联电连接所述第二续流二极管；所述第一半导体器件的第一极与所述第二直流电容的第一端及所述放电电阻的第一端电连接，所述第一半导体器件的第二极与所述第二半导体器件的第一极及所述晶闸管单元的第一端电连接；所述第二半导体器件的第二极与所述晶闸管单元的第二端、所述第二直流电容的第二端及所述放电电阻的第二端电连接。
[0020]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种换流阀功率模块晶闸管的检测方法，该检测方法应用于上述第一方面所述的换流阀功率模块晶闸管的检测系统，所述检测方法包括：
[0021]所述控制单元控制所述充电模块工作以为所述谐振模块充电；
[0022]所述控制单元控制所述充电模块不工作，并控制所述谐振模块工作以使所述谐振模块提供谐振电流至所述功率模块；
[0023]当所述功率模块发生过流故障时，所述触发单元触发所述晶闸管单元导通；
[0024]所述第一电流检测单元检测所述谐振模块输出的所述谐振电流；所述第二电流检测单元检测流过所述晶闸管单元的电流；
[0025]所述控制单元根据所述谐振模块输出的所述谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流判断所述晶闸管单元是否正常。
[0026]可选的，所述控制单元根据所述谐振模块输出的所述谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流判断所述晶闸管单元是否正常，包括：
[0027]当所述谐振模块输出的所述谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流之比小于预设值时，则所述控制单元判断所述晶闸管单元发生触发故障。
[0028]可选的，所述控制单元根据所述谐振模块输出的所述谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流判断所述晶闸管单元是否正常，包括：
[0029]当所述谐振模块输出的所述谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流之比大于所述预设值时，则所述控制单元判断所述晶闸管单元触发正常。
[0030]可选的，所述充电模块包括直流电源和第一控制开关；
[0031]所述控制单元控制所述充电模块工作以为所述谐振模块充电，包括：
[0032]所述控制单元控制所述第一控制开关闭合以使所述直流电源为所述谐振模块充电。
[0033]可选的，所述谐振模块包括第一直流电容、电抗器和第二控制开关；
[0034]所述控制单元控制所述充电模块不工作，并控制所述谐振模块工作以使所述谐振模块提供谐振电流至所述功率模块，包括：
[0035]所述控制单元控制所述第一控制开关断开，并控制所述第二控制开关闭合以使所述谐振模块提供谐振电流至所述功率模块。
[0036]可选的，所述触发单元触发所述晶闸管单元导通，包括：所述触发单元通过光纤下发触发指令以触发所述晶闸管单元导通。
[0037]本专利技术实施例，通过控制单元控制充电模块工作以为谐振模块充电；然后当谐振模块充电完成后，控制单元控制充电模块不工作，并控制谐振模块工作以使谐振模块提供谐振电流至功率模块；然后当功率模块发生过流故障时，通过触发单元触发晶闸管单元导通；第一电流检测单元检测谐振模块输出的谐振电流；第二电流检测单元检测流过晶闸管单元的电流；控制单元则根据谐振模块输出的谐振电流与流过晶闸管单元的电流判断晶闸管单元是否正常，如此本方案实现了可靠地检验晶闸管触发是否正常的效果。
附图说明
[0038]图1是本专利技术实施例提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀功率模块晶闸管的检测系统，其特征在于，包括：充电模块、谐振模块、控制模块及功率模块；所述控制模块包括触发单元、电流检测单元及控制单元；所述功率模块包括晶闸管单元及功率单元；所述晶闸管单元及所述功率单元并联电连接；所述充电模块与所述谐振模块电连接，用于为所述谐振模块充电；所述谐振模块、所述晶闸管单元与所述功率单元依次并联电连接；所述谐振模块，用于提供谐振电流至所述功率模块；所述触发单元与所述晶闸管单元的控制端电连接，用于当所述功率模块发生过流故障时，触发所述晶闸管单元导通；所述电流检测单元包括第一电流检测单元和第二电流检测单元；所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元均与所述控制单元电连接；所述第一电流检测单元设置于所述谐振模块与所述功率模块之间，用于检测所述谐振模块输出的谐振电流；所述第二电流检测单元设置于所述晶闸管单元支路上，用于检测流过所述晶闸管单元的电流；所述控制单元，用于根据所述谐振模块输出的谐振电流与流过所述晶闸管单元的电流判断所述晶闸管单元是否正常。2.根据权利要求1所述的换流阀功率模块晶闸管的检测系统，其特征在于，所述充电模块包括直流电源和第一控制开关；所述直流电源的第一端与所述谐振模块的第一输入端电连接，所述直流电源的第二端与所述第一控制开关的第一端电连接，所述第一控制开关的第二端与所述谐振模块的第二输入端电连接。3.根据权利要求2所述的换流阀功率模块晶闸管的检测系统，其特征在于，所述谐振模块包括第一直流电容、电抗器和第二控制开关；所述第一直流电容的第一端与所述直流电源的第一端及所述电抗器的第一端电连接，所述第一直流电容的第二端与所述第一控制开关的第二端及所述第二控制开关的第一端电连接；所述电抗器的第二端与所述晶闸管单元的第一端电连接，所述第二控制开关的第二端与所述晶闸管单元的第二端电连接。4.根据权利要求3所述的换流阀功率模块晶闸管的检测系统，其特征在于，所述功率单元包括至少一个功率子单元：各所述功率子单元串联电连接；所述功率子单元均包括第一半导体器件、第一续流二极管、第二半导体器件、第二续流二极管、第二直流电容及放电电阻；所述第一半导体器件反并联电连接所述第一续流二极管；所述第二半导体器件反并联电连接所述第二续流二极管；所述第一半导体器件的第一极与所述第二直流电容的第一端及所述放电电阻的第一端电连接，所述第一半导体器件的第二极与所述第二半导体器件的第一极及所述晶闸管单元的第一端电连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭约法，余江盛，曾伟，周继承，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：