专利名称：一种新型换流阀模块晶闸管级试验方法
技术领域：
本发明涉及电力系统器件领域，具体涉及一种新型换流阀模块试验方法。
背景技术：
换流阀模块试验中最基本的是例行试验，例行试验之前需要进行功能性试验， 由于传统的直流输电工程都是采购国外的换流阀，因而换流阀例行试验中的功能性试验 均需要使用阀测试设备(VTE)做实验，VTE的技术长期被外国公司掌握，国内目前由于 直流输电工程还没有自主研发的换流阀，因而该项功能性试验也没有可靠的试验方法和 先进的试验设备，该发明即是在这样一种背景技术下提出一种新颖的换流阀模块功能试 验的设计方案，该技术方案设计方法新颖，具有很强的创新性。发明CN20010241741.8描述了一种新型的直流换流阀例行试验单元，其特征在 于利用工控机作为系统的核心，包括各种试验外围电路，低电压触发试验单元，冲击电 压单元，阻抗测试仪等。利用PLC控制逻辑控制冲击单元的充放电及其他外围设备的工 作。该试验单元构成复杂，实现难度较大，目前国内还仍未有自主研发成功并应用于实 际工程的试验单元。本发明发明电路设计简单，易于实现，比利用PLC控制简单优化。 TE试验平台设计简单，全部控制回路均采用光路控制，防止电信号干扰，控制安全可罪。

发明内容
本发明的目的是提供一种新颖的直流换流阀用TE功能试验方法。由于在每个换 流阀模块出厂之前，必须进行例行试验，例行试验中最重要的一项是功能性试验，用于 验证换流阀模块晶闸管级的电气接线，晶闸管电子设备(TE)是否功能正常。为了克服由 于没有国外进口 VTE的情况下，能够顺利进行阀模块例行试验，提出了本发明的方法。 晶闸管级的正确接线和TE的可靠工作是保证换流阀运行正常运行的前提条件，由于目前 国内尚没有市场上研发成功VTE，为了能推动换流阀的国产化研发进程，本发明提出了 一种新颖的试验方法，用于在没有VTE的条件下来完成该项功能性试验内容。本发明提出的一种新型换流阀模块晶闸管级试验方法，包括(1)试验电路包括交流电源、交流滤波器、隔离开关、调压器、隔离变压器、限 流电阻、正反向串联的绝缘栅双极型功率管IGBT、冲击电压发生器和试验平台构成，在 电路中，交流电源和交流滤波器AF相连，目的是为了得到较好的交流电压波形，交流电 源和隔离开关相连，给电路提供开关电路；电源通过隔离开关和调压器相连，调压器的 输出端和隔离变压器的输入端相连，通过调整调压器的电压，调整变压器的输出电压， 隔离变压器的输出端和限流电阻相连，作用是限制回路的电流不要过大，从而避免损坏 回路中其他的元器件，限流电阻的输出端和绝缘栅双极型功率管IGBT相连，绝缘栅双极 型功率管IGBT的输出端和晶闸管级试品相连，目的是为了通过控制绝缘栅双极型功率管 IGBT的开通和关断，来控制施加在晶闸管两端的电压波形，冲击电压发生器的输出端和晶闸管级试品连接，高压端接在晶闸管阳极，低压端和晶闸管阴极连接，并且接地，作 用是为了对晶闸管施加冲击电压；(2)所述的正反向串联的绝缘栅双极型功率管IGBT的连接方式为第一绝缘栅双 极型功率管IGBTl和第二绝缘栅双极型功率管IGBT2并联连接，每个绝缘栅双极型功率 管IGBT并联有续流二极管，当电路电压为正时，回路中的电流通过第一绝缘栅双极型功 率管IGBTl和第二绝缘栅双极型功率管IGBT2的并联二极管形成通路，为晶闸管提供正 向电压；当电路电压为负时，回路中的电流通过第二绝缘栅双极型功率管IGBT2和第一 绝缘栅双极型功率管IGBTl的并联二极管形成通路，为晶闸管提供反向电压；通过试验 平台向绝缘栅双极型功率管IGBT发送触发脉冲，当触发脉冲为高电平时，绝缘栅双极型 功率管IGBT导通，当触发脉冲为低电平时，绝缘栅双极型功率管IGBT关断；当绝缘栅 双极型功率管IGBT导通时，回路开通，电压施加至晶闸管阳极，当回路关断时，电压不 能加至晶闸管阳极； 其中，所述冲击电压发生器采用光电触发方式，当接收到试验平台发送的触发 点火脉冲时，冲击电压发生器触发点火，使冲击电压发生器的球隙被击穿放电，将冲击 电压波形施加至晶闸管两端。其中，所述试验平台通过和交流侧电源连接，通过交流滤波器，得到供试验平 台工作的同步工作信号，通过内部系统向晶闸管级的电路板TE发送触发脉冲，并接受其 回报脉冲。其中，所述晶闸管级试品包括阻尼回路、直流均压回路、晶闸管和晶闸管电子 设备TE，阻尼回路包括阻尼电阻和阻尼电容，直流均压回路包括两个直流均压电阻串 联。本发明的有益效果是晶闸管级及TE的功能性试验需要电压发生装置和TE回报 检测装置共同完成，其中电压发生装置包括工频低电压发生装置和冲击电压发生器，晶 闸管正常工作需要由试验平台发送触发编码脉冲至TE，由TE产生触发脉冲，并触发晶 闸管，并接收由TE所产生的各种回报信息，通过试验平台对施加至冲击电压发生器的电 压电流和由TE回报的状态信息进行综合判断，给出该项功能性试验的结果。


为了使本发明的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式
的描述，下面给出 与本发明相关的

如下图1是本发明的换流阀模块试验原理图。图2是晶闸管触发电压波形和触发脉冲波形。图3是晶闸管恢复期保护试验的波形。
具体实施例方式该发明的技术方案如附图1所示，该试验装置由调压器、隔离变压器、限流电 阻、TE试验平台、冲击电压发生器、试品和TE构成，其电气连接关系由图可见，其工 作原理如下电压发生装置由220Vms交流源和隔离变压器构成低电压回路，冲击电压 发生器构成高电压回路，此二者完成功能性试验所需要的电压波形。TE试验平台向TE发送晶闸管触发编码脉冲，并接收由TE回报的状态监测信息。参见附图1，换流阀模块晶闸管级试验电路是由交流电源、交流滤波器、隔离开 关、调压器、隔离变压器、限流电阻、正反向串联的IGBT、冲击电压发生器、试验平台 构成。在电路中，交流电源和交流滤波器AF相连，目的是为了得到较好的交流电压波 形，交流电源和隔离开关相连，为给电路提供开关电路。电源通过隔离开关和调压器相 连，调压器的输出端和隔离变压器的输入端相连，可以通过调整调压器的电压，调整变 压器的输出电压。隔离变压器的输出端和限流电阻相连，目的是为了限制回路的电流不 要过大，免得损坏回路中其他的元器件。限流电阻的输出端和IGBT相连，GBT的输出 端和晶闸管级试品相连，目的是为了通过控制IGBT的开通和关断，来控制施加在晶闸管 两端的电压波形。冲击电压发生器的输出端和晶闸管级试品连接，高压端接在晶闸管阳 极，低压端和晶闸管阴极连接，并且接地，其目的是为了对晶闸管施加冲击电压。冲击 电压发生器是由试验平台向其发送脉冲宽度约为IOOus的光触发脉冲使得其触发点火的。正反向串联的IGBT的连接方式为IGBTl和IGBT2并联连接，每个IGBT并联有 续流二极管，当电路电压为正时，回路中的电流通过IGBT1、IGBT2的并联二极管形成 通路，为晶闸管提供正向电压。当电路电压为负时，回路中的电流通过IGBT2、IGBTl 的并联二极管形成通路，为晶闸管提供反向电压。通过试验平台向IGBT发送触发脉冲， 当触发脉冲为高点平时，IGBT导通，当触发脉冲为低电平时，IGBT关断。当IGBT导 通时，回路开通，电压施加至晶闸管阳极，当回路关断时，电压不能加至晶闸管阳极。为了详细说明试验结果，参见附图2，是TE在接收到触发脉冲后触发晶闸管 的波形，其中A通道的波形，第一个电平为晶间管触发编码脉冲，第二个是停止编码脉 冲。是由TE试验平台产生。B通道的波形是晶闸管的触发后的电压波形，该电压为低 电压试验的波形，即是由附图1中的电路产生。可见，当TE接收到触发编码脉冲后即可 触发晶闸管。即实现了晶闸管换流阀低压试验所需要的条件，能够满足该项试验。图3是晶闸管恢复期保护试验的波形。其中A通道为TE向冲击电压发生器发 送的触发脉冲，冲击电压发生器接收到该脉冲后产生冲击电压波形，当TE检测到该冲击 电压大于保护值时，晶闸管保护性触发。 上面通过特别的实施例内容描述了本发明，但是本领域技术人员还可意识 到变 型和可选的实施例的多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因 此，可以理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本发明中，本发明的范围 仅仅被附上的发明权利要求书及其同等物限制。
权利要求
1.一种新型换流阀模块晶间管级试验方法，其特征在于(1)试验电路包括交流电源、交流滤波器、隔离开关、调压器、隔离变压器、限流电 阻、正反向串联的绝缘栅双极型功率管IGBT、冲击电压发生器和试验平台构成，在电路 中，交流电源和交流滤波器AF相连，目的是为了得到较好的交流电压波形，交流电源和 隔离开关相连，给电路提供开关电路；电源通过隔离开关和调压器相连，调压器的输出 端和隔离变压器的输入端相连，通过调整调压器的电压，调整变压器的输出电压，隔离 变压器的输出端和限流电阻相连，作用是限制回路的电流不要过大，从而避免损坏回路 中其他的元器件，限流电阻的输出端和绝缘栅双极型功率管IGBT相连，绝缘栅双极型 功率管IGBT的输出端和晶闸管级试品相连，目的是为了通过控制绝缘栅双极型功率管 IGBT的开通和关断，来控制施加在晶闸管两端的电压波形，冲击电压发生器的输出端和 晶闸管级试品连接，高压端接在晶闸管阳极，低压端和晶闸管阴极连接，并且接地，作 用是为了对晶闸管施加冲击电压；(2)所述的正反向串联的绝缘栅双极型功率管IGBT的连接方式为第一绝缘栅双极型 功率管IGBTl和第二绝缘栅双极型功率管IGBT2并联连接，每个绝缘栅双极型功率管 IGBT并联有续流二极管，当电路电压为正时，回路中的电流通过第一绝缘栅双极型功率 管IGBTl和第二绝缘栅双极型功率管IGBT2的并联二极管形成通路，为晶闸管提供正向 电压；当电路电压为负时，回路中的电流通过第二绝缘栅双极型功率管IGBT2和第一绝 缘栅双极型功率管IGBTl的并联二极管形成通路，为晶闸管提供反向电压；通过试验平 台向绝缘栅双极型功率管IGBT发送触发脉冲，当触发脉冲为高电平时，绝缘栅双极型功 率管IGBT导通，当触发脉冲为低电平时，绝缘栅双极型功率管IGBT关断；当绝缘栅双 极型功率管IGBT导通时，回路开通，电压施加至晶闸管阳极，当回路关断时，电压不能 加至晶闸管阳极。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述冲击电压发生器采用光电触发方式，当 接收到试验平台发送的触发点火脉冲时，冲击电压发生器触发点火，使冲击电压发生器 的球隙被击穿放电，将冲击电压波形施加至晶闸管两端。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述试验平台通过和交流侧电源连接，通过 交流滤波器，得到供试验平台工作的同步工作信号，通过内部系统向晶闸管级的电路板 TE发送触发脉冲，并接受其回报脉冲。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述晶闸管级试品包括阻尼回路、直流均压 回路、晶闸管和晶闸管电子设备TE，阻尼回路包括阻尼电阻和阻尼电容，直流均压回路 包括两个直流均压电阻串联。
全文摘要
本发明涉及电力系统器件领域，具体涉及一种新型换流阀模块试验方法。在每个换流阀模块出厂之前，必须进行例行试验，例行试验中最重要的一项是功能性试验，用于验证换流阀模块晶闸管级的电气接线，晶闸管电子设备(TE)是否功能正常，本发明即对功能性试验提出一种新颖的设计方法。试验电路包括交流电源、交流滤波器、隔离开关、调压器、隔离变压器、限流电阻、正反向串联的绝缘栅双极型功率管IGBT、冲击电压发生器和试验平台构成。试验电路的工作是通过试验平台统一控制，交流系统电路为晶闸管级提供试验电压，通过IGBT控制回路的开通和关断，使得施加至晶闸管级的电压、电流发生变化，冲击电压发生器用以向晶闸管级提供冲击电压。
文档编号G01R31/327GK102012481SQ201010512418
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者张静, 郝长城, 陈龙龙 申请人:中国电力科学研究院