[发明专利]一种阻尼模块试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开两种结构的阻尼模块试验装置，其中一种结构包括电源、电源开关、第一半桥功率模块、第二半桥功率模块、负载电抗和n个待试阻尼模块，n为自然数；其中，第一、第二半桥功率模块的结构相同，均包括相互并联的电阻、储能电容和桥臂，且第一、第二半桥功率模块同向并联；电源与电源开关串联后，两端分别与第一半桥功率模块的两端连接；所述负载电抗与n个待试阻尼模块相串联后，两端分别与第一、第二半桥功率模块的桥臂输出中点连接。此种试验装置可在若干个阻尼模块上等效再现稳态工况和暂态工况下的电压应力、电流应力和热应力。本发明还公开分别基于前述结构的阻尼模块试验装置的试验方法。

技术领域

本发明属于电力电子应用领域，特别涉及一种阻尼模块试验装置及其试验方法。

背景技术

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)技术的柔性直流输电技术有着广阔的应用前景，由于直流输电线路长度可能达几千公里，发生直流短路故障的概率很大。目前常用的基于半桥结构的模块化多电平换流阀子模块由于全控型开关器件反并联续流二极管的存在，在直流侧故障时，通常无法采用控制或者闭锁换流器的方法来限制短路电流，一般只能通过断开交流侧断路器来分断故障电流，导致了系统故障后无法实现快速恢复。

在换流器的桥臂中加入阻尼模块，在直流侧发生故障后，快速闭锁阻尼模块的双向通流开关，投入阻尼电阻，可以有效抑制直流短路电流的上升率和加快交流侧断路器跳开后故障电流的快速衰减。

阻尼模块在出厂时需要对其进行详细完备的例行试验，对阻尼模块中全控型半导体开关器件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效试验环境是提高阻尼模块可靠性的重要试验手段。本案正是基于阻尼模块的出厂例行试验需求产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种阻尼模块试验装置及其试验方法，可在若干个阻尼模块上等效再现稳态工况和暂态工况下的电压应力、电流应力和热应力。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种阻尼模块试验装置，包括电源、电源开关、第一半桥功率模块、第二半桥功率模块、负载电抗和n个待试阻尼模块，n为自然数；其中，第一、第二半桥功率模块的结构相同，均包括相互并联的电阻、储能电容和桥臂，且第一、第二半桥功率模块同向并联；电源与电源开关串联后，两端分别与第一半桥功率模块的两端连接；所述负载电抗与n个待试阻尼模块相串联后，两端分别与第一、第二半桥功率模块的桥臂输出中点连接。

上述桥臂包括第一、第二开关元件，且第一、第二开关元件分别连接反并联二极管，第一、第二开关元件顺序串联后，再与储能电容并联。

上述电源具备输出缓启动功能。

上述待试阻尼模块包括阻尼电阻、全控型开关器件、续流二极管和旁路开关，其中，全控型开关器件和续流二极管反向并联组成一个半导体模块，所述阻尼电阻、旁路开关和半导体模块相互并联。

一种基于如前所述阻尼模块试验装置的试验方法，包括如下步骤：

步骤1，闭合电源开关，电源对第一、第二半桥功率模块中的储能电容充电；

步骤2，当第一、第二半桥功率模块的储能电容电压达到设定值时，先解锁待试的n个阻尼模块，再解锁第一、第二半桥功率模块，调整流过负载电抗、待试阻尼模块的电流，从而在待试阻尼模块上建立起等效工况下的稳态电压应力、电流应力和热应力；

步骤3，待试阻尼模块在等效工况下的电压应力、电流应力和热应力稳态运行一定时间后，调节流过待试阻尼模块的暂态电流，从而在待试阻尼模块上建立起等效工况下的暂态电压应力、电流应力和热应力；

步骤4，当待试阻尼模块稳态试验和暂态试验完成后，闭锁第一、第二半桥功率模块，断开电源开关，退出电源，待第一、第二半桥功率模块储能电容和负载电抗能量释放完毕，试验结束。