一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法，测试装置包括主控制系统、直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块、充电回路和旁路触发模块；直流电源为充电回路中的储能电容充电；耐压测试模块用于检测旁路开关的原副边绝缘耐压；高压脉冲dv/dt模块用于检测旁路开关的脉冲耐受能力；状态测量模块用于检测旁路开关的合闸状态、合闸时间；接触电阻测试模块用于检测旁路开关合闸后，主触点的合闸阻抗状态；旁路触发模块用于为旁路开关的合闸提供驱动指令；可方便的连接在旁路开关上，能有效触发旁路开关闭合，全面测试旁路开关的耐压、高压脉冲dv/dt、合闸状态、合闸时间、接触电阻等关键特性。电阻等关键特性。电阻等关键特性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法


[0001]本专利技术属于柔直功率模块的旁路开关测试
，具体涉及特别是涉及一种用于柔性直流输电系统中，功率模块的旁路开关测试。

技术介绍

[0002]模块化多电平电压源换流器高压直流输电(modular multilevel converter based HVDC，MMC
‑
HVDC)技术是一种新型的电压源换流器直流输电技术，已被广泛应用于新能源并网、非同步联网和多端直流输电等领域。
[0003]MMC换流阀每桥臂由多个子模块串联构成，每个子模块都设计有旁路功能，在换流阀运行期间出现个别功率模块故障后，确保此故障模块快速旁路隔离，避免故障进一步扩大影响整个换流阀系统的运行。基于此需求，每个功率模块都配置了一套旁路开关设备，一个换流站通常由几千台的旁路开关，其可靠性是整个换流阀系统稳定运行的保障。
[0004]传统对于旁路开关检测设备，偏向于实际应用方面，主要是旁路开关是否合闸、合闸时间是否满足快速可靠旁路的需求，但对于旁路开关在耐压、高压脉冲、接触阻抗等方面仍需要进一步加强，提高旁路开关检测的全面。同时，一个换流站有几千台的旁路开关，如此庞大的数量，检测手段的简洁性和高效性也是工程的实际需求。
[0005]所以需要结合柔直换流阀需求、旁路开关的特性，研究一种旁路开关测试方法是解决目前所存在问题的关键。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法，实现旁路开关的多量连续测量。
[0007]为达到上述目的，本专利技术一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置，包括主控制系统、直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块、充电回路和旁路触发模块；直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块和旁路触发模块均与主控制系统连接，主控制系统用于为直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块和旁路触发模块提供逻辑控制指令；直流电源与充电回路连接，用于为充电回路中的储能电容进行直流充电；耐压测试模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关的原副边绝缘耐压；高压脉冲dv/dt模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关的脉冲耐受能力；状态测量模块与旁路开关的主触点、辅助触点连接，用于检测旁路开关的合闸状态、合闸时间；接触电阻测试模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关合闸后，主触点的合闸阻抗状态；旁路触发模块与触发开关连接，为旁路开关的合闸提供驱动指令。
[0008]进一步的，高压脉冲dv/dt模块包括DSP控制板、启动回路、可调变压器T1、整流模块和脉冲转换模块；DSP控制板与启动回路、可调变压器以及脉冲转换模块连接；启动回路与可调变压器、整流模块串联，使交流电源变换为高压直流电源，脉冲转换模块并联在高压
直流电源两端。
[0009]进一步的，启动回路包括开关K1、开关K2和电阻R0，开关K2和电阻串联形成串联支路，开关K1与串联支路并联。
[0010]进一步的，脉冲转换模块由多个相同的半桥拓扑模块串联。
[0011]进一步的，高压脉冲dv/dt模块输出端串联有限流电阻R4。
[0012]进一步的，状态测量模块与旁路开关的主触点以及辅助触点连接，通过I/O接口采集触点开关的主触点合闸时间t1、辅助触点合闸时间t2、弹跳时间t3，并将测量参数上传至主控制系统。
[0013]进一步的，充电回路包括串联成回路的限流电阻R1、储能电容C1和分离开关S3。
[0014]基于上述的测试装置的用于柔直功率模块的旁路开关测试方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1、在主控制系统设置测试参数；
[0016]步骤2、启动耐压测试模块，测试合格进行下一步，不合格则测试结束；
[0017]步骤3、关闭耐压测试模块，启动高压脉冲dv/dt模块进行高压脉冲测试，测试合格进行下一步，不合格则结束测试；
[0018]步骤4、关闭高压脉冲dv/dt模块，启动直流电源，为储能电容充电，检测储能电容电压达到设定值，电压稳定后关闭高压直流电源；
[0019]步骤5、启动旁路触发模块，控制开关合闸后，电容器通过励磁线圈形成合闸力，旁路开关机构动作，主触点和辅助触点动作；
[0020]步骤6、启动状态测量模块，测量主触点合闸时间、弹跳时间、辅助触点合闸时间，数据上传至主控制系统；
[0021]步骤7、启动接触电阻测试模块，测试主触点合闸后的接触电阻，判断其合闸可靠性；
[0022]步骤8、保存测试结果，测试结束。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0024]本专利技术可方便简洁的连接在旁路开关机构上，能够有效触发旁路开关闭合，全面测试旁路开关的耐压、高压脉冲dv/dt、合闸状态、合闸时间、接触电阻等关键特性，测试项目全面，简单易操作，测试效率高，提高旁路开关可靠性，为柔直换流阀功率模块的运行奠定保障基础。
[0025]本专利技术所述的测试方法，对功率模块的旁路开关进行全自动控制操作，按照严格的耐压、高压脉冲、合闸、阻抗测试顺控逻辑开展，各环节采集测试数据进行标准比对判断，减少返工测试；通过控制操作台可以根据测试需求，对测试电压、测试频率、测试电压变化率、测试时间等参数进行设定，满足各工况测试条件，减少人员多台设备单独设定操作，提高测试效率，测试数据及结果自动生产报告，具有自动化顺控操作、测试项目全面、自动判断及生产报告等优点，适合批量化旁路开关高效测试。
[0026]进一步的，高压脉冲dv/dt模块包括DSP控制板、启动回路、可调变压器T1、整流模块和脉冲转换模块；所述DSP控制板与启动回路、可调变压器以及脉冲转换模块连接；所述启动回路与可调变压器、整流模块串联，使交流电源变换为高压直流电源，所述脉冲转换模块并联在高压直流电源两端；DSP控制板与主控制系统连接，根据测试需求通过主控制系统后台设定参数，对输出电压、输出频率、脉冲占空比和试时间进行调整，DSP控制板对可调变
压器和脉冲转换模块进行升压和控制脉冲控制，满足测试需求。
[0027]进一步的，脉冲转换模块由多个相同的半桥拓扑模块串联，所有半桥拓扑模块输出电压之和大于脉冲转换模块的最高输出电压，即使半桥拓扑模块串联阻抗差异性带来电压偏差，脉冲转换模块的输出电压也能满足要求。
[0028]进一步的，高压脉冲dv/dt模块输出端串联有用于限制旁路开关击穿短路后的电流发限流电阻，提高测试装置的安全性。
附图说明
[0029]图1是旁路开关测试装置原理图；
[0030]图2是柔直功率模块电路图；
[0031]图3是高压脉冲dv/dt模块原理图；
[0032]图4是旁路开关测试方法流程图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的和技术方案更加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置，其特征在于，包括主控制系统、直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块、充电回路和旁路触发模块；所述直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块和旁路触发模块均与主控制系统连接，所述主控制系统用于为直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块和旁路触发模块提供逻辑控制指令；所述直流电源与充电回路连接，用于为充电回路中的储能电容进行直流充电；所述耐压测试模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关的原副边绝缘耐压；所述高压脉冲dv/dt模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关的脉冲耐受能力；所述状态测量模块与旁路开关的主触点、辅助触点连接，用于检测旁路开关的合闸状态、合闸时间；所述接触电阻测试模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关合闸后，主触点的合闸阻抗状态；所述旁路触发模块与触发开关连接，为旁路开关的合闸提供驱动指令。2.根据权利要求1所述的一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置，其特征在于，所述高压脉冲dv/dt模块包括DSP控制板、启动回路、可调变压器T1、整流模块和脉冲转换模块；所述DSP控制板与启动回路、可调变压器以及脉冲转换模块连接；所述启动回路与可调变压器、整流模块串联，使交流电源变换为高压直流电源，所述脉冲转换模块并联在高压直流电源两端。3.根据权利要求2所述的一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置，其特征在于，所述启动回路包括开关K1、开关K2和电阻R0，开关K2和电阻串联形成串联支路，开关K1与串联支路并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文杰，陈建林，王召，蔺广科，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：