一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置，包括控制监视设备和整流充电设备；控制监视设备用于对MMC换流阀子模块进行解闭锁控制，整流充电设备用于为MMC换流阀子模块供电。本发明专利技术采用高集成化方式设计MMC阀子模块控制监视设备，实现阀模块多级串联PWM控制方式；同时采用精细连续可调方式，实现电压连续输出，满足MMC换流阀试验不同电压等级要求；实现了MMC换流阀子模块断点解锁自采电压监视功能，可持续在线监测换流阀模块端间电压；能够全面有效的完成换流阀各项功能验证，并在原有基础上使得试验更加充分，同时多级串联装置的使用极大的提升了换流阀出厂试验的效率和阀性能验证的可靠性，为阀的安全可靠运行提供了保障。

The utility model relates to a functional test device which is suitable for multi-stage cascade of MMC converter valve submodule

The invention provides a functional test device suitable for MMC converter valve module series, including control of monitoring equipment and rectifying charging equipment; control equipment used to monitor the MMC valve sub module solution lock control, rectifier charging equipment for MMC power converter valve module. The invention adopts a highly integrated design of MMC valve module control monitoring equipment, realize the valve module tandem PWM control mode; at the same time using fine adjustable way, realize the continuous output voltage MMC, meet the different voltage level converter valve test requirements; the MMC valve module from the voltage monitoring function to unlock the breakpoint sustainable, online monitoring valve module end voltage; can effectively complete the valve function verification, and on the basis of the original made the test more fully, and the use of tandem device greatly enhance the efficiency and reliability of the valve performance verification valve factory test, provide a guarantee for the safe and reliable the operation of the valve.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置
本专利技术涉及电力系统柔性直流输电
，具体涉及一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置。
技术介绍
模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)最早由R.Marquardt教授于2001年提出并申请专利。它由多个结构相同的子模块(Sub-module,SM)级联构成。子模块的结构可以分为半H桥型、全H桥型和箝位双子模块型三种。由于MMC拓扑的桥臂子模块IGBT并不需要在同一时刻一起导通，而是随着正弦波的变化依次导通以构成正弦电压波形，因此避免了多个IGBT直接串联所带来的动态均压问题。随着MMC换流阀技术的发展，工程化应用在国内呈快速发展趋势，对换流阀运行的可靠性提出了更高的要求，换流阀投入运行前需要进行严格的型式试验、出厂试验和现场试验，以确保工程应用换流阀功能及工程投入运行正常，。目前MMC换流阀的出厂试验主要包括功能试验和功率运行试验两大项，其中功率运行试验是以阀模块为试验对象；功能试验是以子模块为试验对象。由于换流阀所包含的子模块单元数量庞大，且要求的功能测试项目繁琐，因此提出一种提高功能试验的速度和效率的试验测试装置是必要的，这样即可以缩短子模块单元合格品的生产周期又可以丰富模块的功能试验项目。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置，丰富并完善了MMC换流阀模块的功能试验，提升了MMC换流阀出厂试验的速率和效率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置，所述装置包括控制监视设备和整流充电设备；所述控制监视设备用于对MMC换流阀子模块进行解闭锁控制，所述整流充电设备用于为MMC换流阀子模块供电。所述控制监视设备包括上位机、阀控制器和打印机；所述上位机与阀控制器之间通过以太网进行信息交互，所述阀控制器与MMC换流阀子模块之间通过光纤进行信息交互。所述上位机用于设置试验参数，并下发调制命令给阀控制器；所述阀控制器将MMC换流阀子模块的模拟量信息和开关量信息进行汇总并处理后上传至上位机进行显示。所述调制指令和MMC换流阀子模块的开关量信息的变化情况将生成相应的SOE事件并在上位机中进行显示，所述模拟量信息将形成录波文件并在上位机中显示。所述打印机用于对录波数文件进行打印。所述阀控制器包括通信接口板、核心控制板、输入/输出板、供电电源板和机箱背板；所述供电电源板通过机箱背板为通信接口板、核心控制板和输入/输出板供电，同时所述通信接口板、核心控制板和输入/输出板之间通过机箱背板进行通信。所述输入/输出板检测MMC换流阀子模块的开关量信息、电压信息、电流信息和模拟量信息，并将检测的信息上传至核心控制板，所述核心控制板接收所述输入/输出板上传的信息，并对接收的信息进行处理得到调制命令，并将调制命令通过通信接口板下发给MMC换流阀子模块。所述整流充电设备包括电动调压器TY、单相升压变压器BY、整流硅堆DL、阻容分压器RCD、限流电阻R1、隔离开关K、输入断路器ZK1、接触器JC1和滤波电容器C1；所述输入断路器ZK1、接触器JC1均跨接于电动调压器TY的输入端，所述电动调压器TY的输出端连接单相升压变压器BY的输入端，所述单相升压变压器BY的输出端连接整流硅堆DL的输入端，所述整流硅堆DL的输出端连接限流电阻R1的第一端，所述限流电阻R1的第二端连接隔离开关K的第一端，所述隔离开关K的第二端连接阻容分压器RCD的第一端，所述阻容分压器RCD的第二端连接滤波电容C1的第二端并共同接地，所述滤波电容C1的第一端连接隔离开关K的第一端。所述电动调压器TY通过滑片改变线圈变比，将由断路器ZK1和接触器JC1引入的380V交流线电压调整为输出范围为0～420V连续可变电压；所述单相升压变压器BY通过原副边绕组固定变比将电动调压器TY输出的0～420V连续可变电压调整为0～50kV交流电压；所述整流硅堆DL采用多级二极管串联方式将单相升压变压器BY输出的0～50kV交流电压整定为0～70kV直流电压。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术采用高集成化方式设计MMC阀子模块控制监视设备，实现阀模块多级串联PWM控制方式；本专利技术采用精细连续可调方式，实现电压连续输出，满足MMC换流阀试验不同电压等级要求；本专利技术实现了MMC换流阀子模块断点解锁自采电压监视功能，可持续在线监测换流阀模块端间电压；本专利技术能够全面有效的完成换流阀各项功能验证，并在原有基础上使得试验更加充分，同时多级串联装置的使用极大的提升了换流阀出厂试验的效率和阀性能验证的可靠性，为阀的安全可靠运行提供了保障。附图说明图1是本专利技术实施例中适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置中控制监视设备拓扑结构图；图2是本专利技术实施例中适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置中整流充电设备结构图；图3是本专利技术实施例中MMC换流阀子模块解锁端间电压示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置，该装置包括控制监视设备和整流充电设备；其中控制监视设备用于对MMC换流阀子模块进行解闭锁控制，整流充电设备用于为MMC换流阀子模块供电。如图1所示，上述控制监视设备包括上位机、阀控制器和打印机；其中，上位机与阀控制器之间通过以太网进行信息交互，阀控制器与MMC换流阀子模块之间通过光纤进行信息交互。该上位机用于设置试验参数，并下发调制命令给阀控制器；阀控制器将MMC换流阀子模块的模拟量信息和开关量信息进行汇总并处理后上传至上位机进行显示。调制指令和MMC换流阀子模块的开关量信息的变化情况将生成相应的SOE事件并在上位机中进行显示，模拟量信息将形成录波文件并在上位机中显示。上述打印机用于对录波数文件进行打印。其中，阀控制器包括通信接口板、核心控制板、输入/输出板、供电电源板和机箱背板；供电电源板通过机箱背板为通信接口板、核心控制板和输入/输出板供电，同时通信接口板、核心控制板和输入/输出板之间通过机箱背板进行通信。输入/输出板检测MMC换流阀子模块的开关量信息、电压信息、电流信息和模拟量信息，并将检测的信息上传至核心控制板，核心控制板接收输入/输出板上传的信息，并对接收的信息进行处理得到调制命令，并将调制命令通过通信接口板下发给MMC换流阀子模块。当系统处于故障状态时，还可以通过DI/DO板实现跳闸信号的输出。上述的整流充电设备包括电动调压器TY、单相升压变压器BY、整流硅堆DL、阻容分压器RCD、限流电阻R1、隔离开关K、输入断路器ZK1、接触器JC1和滤波电容器C1；连接关系如下：输入断路器ZK1、接触器JC1均跨接于电动调压器TY的输入端，且输入断路器ZK1靠近AC380V交流电侧，接触器JC1靠近电动调压器TY的输入侧，电动调压器TY的输出端连接单相升压变压器BY的输入端，单相升压变压器BY的输出端连接整流硅堆DL的输入端，整流硅堆DL的输出端连接限流电阻R1的第一端，限流电阻R1的第二端连接隔离开关K的第一端，隔离开关K的第二端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述装置包括控制监视设备和整流充电设备；所述控制监视设备用于对MMC换流阀子模块进行解闭锁控制，所述整流充电设备用于为MMC换流阀子模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种适用于MMC换流阀子模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述装置包括控制监视设备和整流充电设备；所述控制监视设备用于对MMC换流阀子模块进行解闭锁控制，所述整流充电设备用于为MMC换流阀子模块供电。2.根据权利要求1所述的适用于MMC换流阀模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述控制监视设备包括上位机、阀控制器和打印机；所述上位机与阀控制器之间通过以太网进行信息交互，所述阀控制器与MMC换流阀子模块之间通过光纤进行信息交互。3.根据权利要求2所述的适用于MMC换流阀模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述上位机用于设置试验参数，并下发调制命令给阀控制器；所述阀控制器将MMC换流阀子模块的模拟量信息和开关量信息进行汇总并处理后上传至上位机进行显示。4.根据权利要求2所述的适用于MMC换流阀模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述调制指令和MMC换流阀子模块的开关量信息的变化情况将生成相应的SOE事件并在上位机中进行显示，所述模拟量信息将形成录波文件并在上位机中显示。5.根据权利要求4所述的适用于MMC换流阀模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述打印机用于对录波数文件进行打印。6.根据权利要求2所述的适用于MMC换流阀模块多级串联的功能试验装置，其特征在于，所述阀控制器包括通信接口板、核心控制板、输入/输出板、供电电源板和机箱背板；所述供电电源板通过机箱背板为通信接口板、核心控制板和输入/输出板供电，同时所述通信接口板、核心控制板和输入/输出板之间通过机箱背板进行通信。7.根据权利要求6所述的适用于MMC换流阀模块多级串联的功能试验装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静波，杨卫刚，邓卫华，池浦田，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，中电普瑞电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11