【技术实现步骤摘要】
一种晶闸管结温预测方法、系统及存储介质
[0001]本专利技术涉及晶闸管结温预测
,具体而言,涉及一种晶闸管结温预测方法、系统及存储介质。
技术介绍
[0002]高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)由于其传输容量大、传输效率高,已成为中国电力行业的关键技术。随着直流输电技术在电力系统的应用,研究人员对直流输电换流阀的可靠性与安全性越来越重视。高压直流换流阀主要由晶闸管可控硅及其控制回路、阀电抗器,均压电容,散热器以及若干连接件组成。其中,晶闸管是高压直流换流阀的核心器件,通过换流阀内各晶闸管的开通和换段实现交流电与直流电的转换。因此,晶闸管的可靠性会直接影响到高压直流换流阀的可靠工作,甚至会对整个直流输电系统的安全稳定运行造成不可忽视的影响。
[0003]现有的研究结果表明,晶闸管等半导体开关器件在运行过程中的结温会直接影响到器件的性能与寿命。长期的高温运行会导致晶闸管的工作性能降低,如漏电流过大使得晶闸管丧失阻断能力,从而发生不受控的误导通现象,对换流阀的工作形成造成不良影响,从而缩短晶闸管的使用寿命。在电网中发生短路、雷击等极端工况下,由于系统中电流过载,晶闸管发热极具升高,短时间内热量无法完全散出,导致晶闸管内部结温过高,晶闸管发生热击穿而失效。
[0004]研究人员常常构建热网络模型来对晶闸管的结温进行预测,热网络模型法则是按照晶闸管的物理结构,将每层结构看成是热容和热阻的组合单元,得到器件的等效热网络模型。从而对晶闸管的内部结温进行求解。目前 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,方法步骤包括:获取第一数据与第二数据,所述第一数据为晶闸管性能参数,所述第二数据为水冷散热器的性能参数;通过所述第一数据构建第一热阻模型;通过所述第二数据构建第二热阻模型;根据换流阀及其水冷回路的传热路径,并结合所述第一热阻模型与所述第二热阻模型,构建换流阀热阻网络模型;基于所述换流阀热阻网络模型,预测晶闸管的结温。2.根据权利要求1所述的一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,所述第一数据为所述晶闸管的物理结构以及材料属性。3.根据权利要求1所述的一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,所述第二数据为所述水冷散热器的结构、尺寸以及参数。4.根据权利要求2或3所述的一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,所述换流阀热阻网络模型的具体构建方法为:在所述换流阀中,对所述水冷散热器的进水口与出水口的冷却液温度之间的关系进行分析,构建与所述换流阀等效的热阻网络模型,获得换流阀热阻网络模型。5.根据权利要求4所述的一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,所述第一热阻模型的具体表达式为:R
thy
=R
Si
+R
Cu
+R
Mo
其中R
Si
,R
Cu
,R
Mo
分别为晶闸管各层材料的热阻,计算公式如下:R
m
为各阶热阻,L
m
为层材料的厚度,K
m
为各层材料的热导率,A
m
代表各层材料垂直热流方向的截面积,m∈{Si,Cu,Mo}。6.根据权利要求5所述的一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,所述第二热阻模型包括热传导热阻模型以及对流换热热阻模型,所述热传导热阻模型与所述第一热阻模型的构建方法等同;所述对流换热热阻模型的具体表达式为:N
u
为努塞尔数,λ为流体导热系数,D为传热面几何特征长度,为对流换热热阻模型,A
s
为总有效对流换热面积。7.根据权利要求6所述的一种晶闸管结温预测方法,其特征在于,所述结温的具体表达式为:T
ji
=T
ini
+P
Ti
‑
L
...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋梁,张智勇,蒋张威,谢星宇,辜盆,傅孝韬,李华兵,梁夏荣,宋秭霖,蒋海军,
申请(专利权)人:国网四川省电力公司特高压直流中心,
类型:发明
国别省市:
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