一种电力电子功率模块测试运行系统技术方案

本发明专利技术公开一种电力电子功率模块测试运行系统，包括一个总控制器、一个交换机、至少一个控制单元、一个直流供电模块、至少一个放电部件和至少一个电抗，直流供电模块具有至少一组直流输出端，放电部件与直流输出端一一对应且并联连接；放电部件的两侧并联有至少一条并联支路，每一条并联支路包含一个待测模块或至少两个同向串联的待测模块，电抗连接并联支路的桥臂中点；总控制器利用网线通过交换机与控制单元通信，控制单元通过光纤控制待测模块的工作状态。此系统可同时使得多个待测模块长时间受到等同实际工况中的电压应力、电流应力和热应力等的作用，可满足不同功率等级的多个待测模块的运行测试，同时为批量测试待测模块节省大量时间。

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子功率模块测试运行系统
本专利技术涉及一种电力系统领域的电力电子装置的稳态运行测试运行系统，特别涉及一种电力电子功率模块测试运行系统。
技术介绍
柔性直流输电(VSC-HVDC)是一种基于电压源换流器(VSC)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)的新型输电技术，具有经济、环保、高效、使用方便、控制灵活、谐波小、适用性强等特点，可以很好地改善电能质量，运用到各种场合，特别是用于污染性大和传统输电难于解决的独立负荷。因此针对柔性直流输电的关键设备电压源换流器(VSC)的技术突破是柔性直流输电的发展的根本。 对电压源换流器子模块等电力电子功率模块进行运行测试是为了验证在实际工况中长期运行的子模块在其所受到的电压应力、电流应力和热应力等作用下是否能够稳定运行，验证其设计是否合理。对电压源换流器中主要由IGBT组成的子模块构建与实际工况相同或相近的电压应力、电流应力和热应力等试验环境是提高电压源换流器可靠性的重要试验手段。目前现有技术很难满足上述测试要求。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种电力电子功率模块测试运行系统，其可同时使得多个待测模块长时间受到等同实际工况中的电压应力、电流应力和热应力等的作用，可满足不同功率等级的多个待测模块的运行测试，同时为批量测试待测模块节省大量时间。 为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是: 一种电力电子功率模块测试运行系统，用于对待测模块进行测试；所述系统包括一个总控制器、一个交换机、至少一个控制单元、一个直流供电模块、至少一个放电部件和至少一个电抗，其中，直流供电模块具有至少一组直流输出端，所述放电部件的数目与前述直流供电模块的直流输出端的数目相同，直流输出端与放电部件一一对应且并联连接；放电部件的两侧并联有至少一条并联支路，每一条并联支路包含一个待测模块或至少两个同向串联的待测模块，而电抗的每一端均连接并联支路的桥臂中点，使得所有电抗的端子与所有并联支路的桥臂中点一一对应；所述总控制器利用网线通过交换机与控制单元通信，而控制单元通过光纤控制待测模块的工作状态。 上述直流供电模块包括一个调压器、至少一个限流部件和至少一个整流部件，其中，整流部件的数量不小于限流部件的数量，所述整流部件的交流侧连接限流部件的输出端，整流部件的直流侧作为直流供电模块的直流输出端，用于与放电部件并联；所述所有限流部件的输入端均连接调压器的输出端，而调压器的输入端连接在交流输电线路中。 上述调压器采用能够调节升降压的变压器。 上述整流部件采用单相整流桥或三相整流桥。 上述限流部件包括开关、旁路开关和限流电阻，限流电阻与开关串联，而旁路开关与限流电阻并联。 上述直流供电模块采用直流电源，其直流输出端作为直流供电模块的直流输出端。 上述电抗采用单相电抗或三相电抗。 上述放电部件包括相互串联的一个开关和一个放电电阻部件。 上述待测模块包括一个电容部件，以及分别与该电容部件并联的η条桥臂，η=1,2，3 ;每条桥臂均包括两个同向串联的开关部件。 上述开关部件包括一个可关断半导体开关或至少两个同向串联的可关断半导体开关，所述开关部件还包括与前述可关断半导体开关一一对应且反向并联的续流二极管。 上述电容部件包括一个或者至少两个同向串联并且串联连接点接地的电容子部件，所述电容子部件包含一个或至少两个电容的串联、并联或混联组合，所述电容子部件可等效成一个电容。 采用上述方案后，本专利技术具有以下特点: (I)本专利技术能够同时使得多个待测模块长时间受到等同实际工况中的电压应力、电流应力和热应力等的作用，同时为批量测试多个待测模块节省大量的时间； (2)本专利技术通过控制单元利用光信号调节触发命令，从而调节试验回路中所需的电流，同时调压器调节输出电压的大小，改变待测模块中电容的直流电压的大小，可满足不同功率等级的多个待测模块的同时运行测试； (3)本专利技术通过对试验回路运行过程的监视，判定试验回路是否有故障，若有故障，启动保护动作，待故障解除后再解除保护动作，保证了试验回路和待测模块在试验过程中的安全。 【附图说明】 图1是本专利技术第一实施例的电路架构图； 图2是本专利技术第二实施例的电路架构图； 图3是本专利技术第三实施例的电路架构图； 图4是本专利技术第四实施例的电路架构图； 图5是本专利技术第五实施例的电路架构图； 图6是本专利技术第六实施例的电路架构图； 图7是本专利技术中限流部件应用于三相电路中的等效电路图； 图8是本专利技术中限流部件应用于两相电路中的等效电路图； 图9是本专利技术中整流部件应用于三相电路中的等效电路图； 图10是本专利技术中整流部件应用于两相电路中的等效电路图； 图11是本专利技术中放电部件的一种实施电路图； 图12是本专利技术中待测模块的开关部件的一种实施电路图； 图13是本专利技术中待测模块的开关部件的另一种实施电路图； 图14是本专利技术中待测模块中构成电容部件的电容子部件的实施电路图； 图15是本专利技术中待测模块中电容部件的一种实施电路图； 图16是本专利技术中待测模块中电容部件的另一种实施电路图； 图17至图22分别是待测模块与电抗的不同连接方式电路图。 【具体实施方式】 以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。 本专利技术提供一种电力电子功率模块测试运行系统，用于对待测模块M进行测试，所述系统包括一个总控制器Mic、一个交换机Sw1、至少一个控制单元Con、一个直流供电模块、至少一个放电部件V和至少一个电抗L，其中，直流供电模块具有至少一组直流输出端，所述放电部件V的数目与前述直流供电模块的直流输出端的数目相同，直流输出端与放电部件V—一对应且并联连接；进行测试时，待测模块M连接在放电部件V的两侧，具体来说，所述放电部件V的两侧可同时并联多个并联支路，所述每个并联支路包括一个待测模块M或至少2个同向串联的待测模块M，而电抗L的每一端均连接并联支路的桥臂中点，使得所有电抗L的端子与所有并联支路的桥臂中点一一对应，也即，任意电抗L的任意一个端子均对应连接一个桥臂中点，且任意并联支路的一个桥臂中点有且仅有一个电抗L的一个端子与其连接；所述总控制器Mic利用网线通过交换机Swi与控制单元Con通信,而控制单元Con通过光纤控制待测模块M的工作状态，每个控制单元Con可控制至少一个待测模块M。 所述待测模块M包括一个电容部件C，以及分别与电容部件C并联的η条桥臂，η的取值是1、2或3，每条桥臂均包括两个同向串联的开关部件TD，具体可配合图17至图20所示，图17和图18示出了待测模块M具有I条桥臂的电路图，图19和图20则分别示出了待测模块M具有2条和3条桥臂的电路图。再请参考图12和图13，分别是开关部件TD的两种电路实现结构，图12中的开关部件TD包括一个可关断半导体开关T和与其反向并联的续流二极管D，以可关断半导体开关T的漏极和源极分别作为开关部件TD的正极和负极。图13中，所述开关部件TD包括至少2个同向串联的可关断半导体开关Τ，以及分别与该可关断半导体开关T反向并联的续流二极管D，以该可关断半导体开关串的最外端的漏极和源极分别作为开关部件TD的正极和负极。 而所述电抗L与待测模块M的连接关系，具体根据待测模块M的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电子功率模块测试运行系统，用于对待测模块进行测试；其特征在于：所述系统包括一个总控制器、一个交换机、至少一个控制单元、一个直流供电模块、至少一个放电部件和至少一个电抗，其中，直流供电模块具有至少一组直流输出端，所述放电部件的数目与前述直流供电模块的直流输出端的数目相同，直流输出端与放电部件一一对应且并联连接；放电部件的两侧并联有至少一条并联支路，每一条并联支路包含一个待测模块或至少两个同向串联的待测模块，而电抗的每一端均连接并联支路的桥臂中点，使得所有电抗的端子与所有并联支路的桥臂中点一一对应；所述总控制器利用网线通过交换机与控制单元通信，而控制单元通过光纤控制待测模块的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子功率模块测试运行系统，用于对待测模块进行测试；其特征在于:所述系统包括一个总控制器、一个交换机、至少一个控制单元、一个直流供电模块、至少一个放电部件和至少一个电抗，其中，直流供电模块具有至少一组直流输出端，所述放电部件的数目与前述直流供电模块的直流输出端的数目相同，直流输出端与放电部件 对应且并联连接；放电部件的两侧并联有至少一条并联支路，每一条并联支路包含一个待测模块或至少两个同向串联的待测模块，而电抗的每一端均连接并联支路的桥臂中点，使得所有电抗的端子与所有并联支路的桥臂中点一一对应；所述总控制器利用网线通过交换机与控制单元通信，而控制单元通过光纤控制待测模块的工作状态。2.如权利要求1所述的一种电力电子功率模块测试运行系统，其特征在于:所述直流供电模块包括一个调压器、至少一个限流部件和至少一个整流部件，其中，整流部件的数量不小于限流部件的数量，所述整流部件的交流侧连接限流部件的输出端，整流部件的直流侧作为直流供电模块的直流输出端，用于与放电部件并联；所述所有限流部件的输入端均连接调压器的输出端，而调压器的输入端连接在交流输电线路中。3.如权利要求2所述的一种电力电子功率模块测试运行系统，其特征在于:所述调压器采用能够调节升降压的变压器。4.如权利要求2所述的一种电力电子功率模块测试运行系统，其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱铭炼，殷冠贤，姜田贵，连建阳，段军，
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