专利名称：一种新型直流换流阀晶闸管电流断续保护试验方法
技术领域：
本发明涉及电力系统器件领域，尤其涉及一种新型直流换流阀晶闸管电流断续保 护试验方法。
背景技术：
电流断续保护试验是换流阀例行试验的重要一项内容，由于晶闸管是换流阀最基 本最重要的元器件，它的可靠工作是保证换流正常可靠工作的前提条件，因而必须保证换 流阀在各种运行工况下都能可靠工作，电流断续是指当晶闸管处于正向导通区间时，如果 出现电流断续状态，晶闸管会由于电流过零而关断，关断后的晶闸管由于TE没有再次发送 触发脉冲，当承受正向电压时，并不能立即开通，若该晶闸管两端的电压过高，甚至会损坏 晶闸管。因而一般直流换流阀晶闸管电子设备(TE)都应具备电流断续重触发晶闸管的功 能。该项试验就是为了验证TF的电流断续保护的功能。当检测到晶闸管电流断续时，保护 触发晶闸管。传统的电流断续试验都是依靠国外的换流阀例行试验单元(VTE)来完成，利用 VTE产生断续电流，施加至晶间管两端，然后接收TE所产生的回报脉冲，来判断试验的结 果，实验方法虽然简单，但是VTE都是依靠外国公司的进口设备，国内尚没有自产，为了不 依靠该项设备，该发明提出了一种新型的试验方法。该项试验需要两个条件，一是在晶闸管的正常触发导通区间，二是施加至晶闸管 两端的电压电流出现断态。在自主研发的试验平台的基础上，要求试验平台具有以下功 能一是能够产生晶间管触发编码脉冲，将该编码脉冲发送至TE，TE接收到该编码脉冲后 解码并产生晶闸管的触发脉冲，从而触发晶闸管。二是需要在正常导通区间控制IGBTdi 其开通关断，从而使得晶闸管两端的电压电流出现断续状态，以完成该项试验。专利申请 CN200720173252直流换流阀低电压参数运行试验装置中提到利用高电压小电流试验装置 进行调节产生电流断续，从而完成该项试验。该专利申请所提到的试验方法是针对直流换 流阀阀模块进行试验，由于需要高电压试验装置进行调节，产生的电压相对比较高，不能进 行单级晶间管进行试验，直流断续的次数也是有限的。本专利所设计的电流断续试验方法， 由于利用低电压电路和IGBT进行开关控制，能够产生为单级晶闸管进行电流断续试验的 低电压，能够充分考核晶闸管级设备和TE的功能，并且可以产生任意次实际允许的断续波 形，能够进行充分试验。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种新颖的直流换流阀晶闸管电流断续保护试验的试验 方法，电流断续是指当晶闸管处于正向导通区间时，如果出现电流断续状态，晶闸管会由于 电流过零而关断，关断后的晶闸管由于TE没有再次发送触发脉冲，当承受正向电压时，并 不能立即开通，若该晶闸管两端的电压过高，甚至会损坏晶闸管。因而一般直流换流阀晶闸 管电子设备(TE)都应具备电流断续重触发晶闸管的功能。该项试验就是为了验证TE的电流断续保护的功能。它是直流换流阀例行试验的重要组成部分。该发明提出的电流断续试验保护试验依靠可关断器件IGBT来完成正向电压的开 通和关断，从而使得施加在晶闸管上的电压出现断态，因而流过晶闸管的电流也出现断续 的状态。本发明的一种新型直流换流阀晶闸管电流断续保护试验方法，其试验电路是由交 流源经过隔离变压器向试品施加电压，通过试验平台控制绝缘栅双极型功率管IGBT，使得 绝缘栅双极型功率管IGBT处于可控通断状态，则施加至晶闸管试品上的电压就会处于断 续状态，晶闸管试品电流过零关断，从而产生电流断续，通过检测晶闸管试品两端的电压电 流波形即可判断该试验结果，当断续期间电压峰值小于于36V，电流峰值小于3A，则认为试 验通过，否则试验未通过；所述晶闸管电流断续试验电路包括交流电源、隔离变压器、绝缘栅双极型功率管 IGBT模块和试验平台，所述交流电源和隔离变压器的输入端相连接，隔离变压器的输出端 与限流电阻相连接，限流电阻的输出和第一 IGBT相连接，第二 IGBT的输出端和晶闸管试品 连接，晶闸管电子设备TE试验平台与第一 IGBT和第二 IGBT之间分别通过光纤连接。其中，交流电源经隔离变压器将交流电压连至晶闸管试品的阳极和阴极，试验平 台控制电路中的第一 IGBT和第二 IGBT导通和关断，从而控制施加至晶闸管上的电压波形， 试验平台同时向晶间管电子设备TE发送触发编码脉冲后，对其进行解码并产生能够触发 晶闸管导通的触发脉冲，通过对IGBT的时序控制从而完成试验。其中，所述第一 IGBT和第二 IGBT之间是反串联连接，每个IGBT反并联一个续流 二极管，当交流源电压为正向时，电流通过第一 IGBT和第二 IGBT的反并联二极管流过，当 交流电压为负时，电流通过第一 IGBT的反并联二极管和第二 IGBT流过。其中，所述晶闸管试品包括阻尼回路、直流均压回路和晶闸管，所述阻尼回路由阻 尼电阻和阻尼电容串联后与晶闸管并联构成，所述直流均压回路由直流均压电阻和晶闸管 并联构成。其中，所述IGBT的时序控制为当IGBT上施加有高电平时，IGBT导通，当施加低 电平时，IGBT关断，为了能使得IGBT可控，在交流电压为正时，通过调节IGBT的控制时序， 即可以改变施加在晶闸管上的电压波形。本发明的有益效果是1、本发明的试验电路试验电路简单易行，操作简便，利用调压器、变压器和可关断 器件IGBT搭建试验回路，提供该项试验所需要的断续电流，利用自主开发的试验平台和TE 来完成触发晶间管，并最终完成该项试验。2、本发明提出了新颖的试验方法，摆脱了必须依靠国外仪器VTE才能进行试验的局面。


图1示出的是电流断续试验电路接线图。图2示出的是电压电流波形。
具体实施例方式该技术方案设计了晶闸管电流断续试验电路，其原理如附图1所示。该试验电路 由由交流电源、隔离变压器、IGBT模块和试验平台构成，交流电源经调压器和隔离变压器将 交流电压连至晶闸管试品的阳极和阴极。试验平台控制电路中的第一 IGBTl和第二 IGBT2 导通和关断，从而控制施加至晶间管上的电压波形，试验平台同时向TE发送触发编码脉冲 后，对其进行解码并产生能够触发晶间管导通的触发脉冲，通过时序控制即可完成该项试 验。该发明所设计的时序控制和晶闸管电压波形如附图2所示，该附图控制时序下电 压电流波形，在晶闸管两端的电压为正压时，在第一 IGBT的正压区间内，向TE发送触发双 脉冲，TE接收到触发编码脉冲后，触发晶闸管导通，这时通过控制第一 IGBT的开通和关断， 既可以控制施加至晶闸管上的电压波形，当第一 IGBT导通时，晶闸管上有正向电压，当第 一 IGBT关断时，晶间管上的电压为零，则晶间管上的电压出现断态，回路中的电流出现断 续，从而实现了晶闸管的电流断续试验。以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明进行的详细描述，但 可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这 些变化和修改均在本发明的保护范围内。
权利要求
一种新型直流换流阀晶闸管电流断续保护试验方法，其特征在于晶闸管电流断续的试验电路是由交流源经过隔离变压器向试品施加电压，通过试验平台控制绝缘栅双极型功率管IGBT，使得绝缘栅双极型功率管IGBT处于可控通断状态，则施加至晶闸管试品上的电压就会处于断续状态，晶闸管试品电流过零自然关断，从而产生电流断续，通过检测晶闸管试品两端的电压电流波形即可判断该试验结果，当断续期间电压峰值小于36V，电流峰值小于3A，则认为试验通过，否则试验未通过。所述晶闸管电流断续试验电路包括交流电源、隔离变压器、绝缘栅双极型功率管IGBT模块和试验平台，所述交流电源和隔离变压器的输入端相连接，隔离变压器的输出端与限流电阻相连接，限流电阻的输出和第一IGBT相连接，第二IGBT的输出端和晶闸管试品连接，晶闸管电子设备TE试验平台与第一IGBT和第二IGBT之间分别通过光纤连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于交流电源经隔离变压器将交流电压连至晶闸 管试品的阳极和阴极，试验平台控制电路中的第一 IGBT和第二 IGBT导通和关断，从而控制 施加至晶闸管上的电压波形，试验平台同时向晶闸管电子设备TE发送触发编码脉冲后，对 其进行解码并产生能够触发晶闸管导通的触发脉冲，通过对IGBT的时序控制从而完成试 验。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述第一IGBT和第二 IGBT之间是反串联连 接，每个IGBT反并联一个续流二极管，当交流源电压为正向时，电流通过第一 IGBT和第二 IGBT的反并联二极管流过，当交流电压为负时，电流通过第一 IGBT的反并联二极管和第二 IGBT流过。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述晶闸管试品包括阻尼回路、直流均压回 路和晶闸管，所述阻尼回路由阻尼电阻和阻尼电容串联后与晶闸管并联构成，所述直流均 压回路由直流均压电阻和晶闸管并联构成。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述IGBT的时序控制为当IGBT上施加高 电平时，IGBT导通，当施加低电平时，IGBT关断，为了能使得IGBT可控，在交流电压为正时， 通过调节IGBT的控制时序，即可以改变施加在晶闸管上的电压波形。
全文摘要
本发明涉及电力系统器件领域，尤其涉及一种新型直流换流阀晶闸管电流断续保护试验方法。电流断续保护是指当晶闸管处于正向导通区间时，如果出现电流断续状态，晶闸管会由于电流过零而关断，关断后的晶闸管由于TE没有再次发送触发脉冲，当承受正向电压时，并不能立即开通，若该晶闸管两端的电压过高，甚至会损坏晶闸管。因而一般直流换流阀晶闸管电子设备(TE)都应具备电流断续重触发晶闸管的功能。该项试验就是为了验证TE的电流断续保护的功能。本发明利用绝缘栅双极型功率管IGBT的可控开通关断能力，通过电路产生断续电流，施加至晶闸管级，用以进行该项试验。
文档编号G01R31/327GK101975915SQ201010288418
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者孙倩, 查鲲鹏, 陈龙龙 申请人:中国电力科学研究院