[发明专利]变流器电路故障检测方法、可读存储介质及变流器

说明书

本发明公开了一种变流器电路故障检测方法、可读存储介质及变流器，方法包括步骤1、变流器控制器获取表征变流器输出点的电流方向变量A、表征变流器输出点的当前实际电压状态变量B和变流器开关器件的当前半导体开关指令C；步骤2、在电流方向变量A、电压状态变量B和开关指令C中选择一个作为待比较对象，通过其他两个预测所述待比较对象的预测值；3、变流器控制器对比所述待比较对象的预测值和实际值的异同判断变流器状态，不同时判定并输出变流器故障，相同时判定变流器正常。本发明只需要获取表征电流方向的变量和表征电压状态的变量，结合开关器件的开关状态进行故障判断，计算量少，误差小，判断迅速，简单方便。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种变流器电路故障检测方法、可读存储介质、以及变流器。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和IGCT(集成门极换相晶闸管)是交直交变流领域最常用的两种全控型器件，IGBT是一种电压控制型器件，通过在门极和发射极增加控制电压来控制器件的开通和关断，可关断短路电流，器件过载能力弱。IGCT是电流控制型器件，通过在门极注入电流来控制器件的导通和关断，其关断电流的能力有限，不可关断短路电流，器件过载能力强。

如图1所示是采用全控型器件构成的两电平变流器。图中，AT1、AT2、BT1、BT2、CT1、CT2、UT1、UT2、VT1、VT2、WT1、WT2为开关器件，AD1、AD2、BD1、BD2、CD1、CD2、UD1、UD2、VD1、VD2、WD1、WD2开关器件反并联二极管，CAP为直流储能电容。

如图2所示是采用全控型器件构成的三电平变流器。图中，AT1、AT2、AT3、AT4、BT1、BT2、BT3、BT4、CT1、CT2、CT3、CT4、UT1、UT2、UT3、UT4、VT1、VT2、VT3、VT4、WT1、WT2、WT3、WT4为开关器件，AD1、AD2、AD3、AD4、BD1、BD2、BD3、BD4、CD1、CD2、CD3、CD4、UD1、UD2、UD3、UD4、VD1、VD2、VD3、VD4、WD1、WD2、WD3、WD4为开关器件反并联二极管，CAP1为正母线直流储能电容，CAP2为负值母线直流储能电容。

交直交变流器在工作时不可避免地会发生直通故障。所谓直通故障，是指交直交变流器在异常工作情况下，变流器的开关器件不经过负载将直流储能电容的正负极直接连通的故障。由于开关器件的内阻非常小，在直通回路中，开关器件会流过非常大的电流，此时，如不及时采取有效措施，直通回路上的开关器件将会被损坏。

例如，在图1所示的两电平交直交变流器中，t1时刻A相的AT1处于开通状态，AT2处于关断状态；t2时刻发送AT1关断命令，器件AT1发生损坏，没有进行关断动作；t3时刻发送AT2开通命令，此时AT1和AT2处于导通状态，CAP电容的能量通过AT1和AT2构成母线直通回路，开关器件流过非常大的电流。如不及时采取有效措施，直通回路上的开关器件将会被损坏。

例如，在图2所示的三电平交直交变流器中，t1时刻A相AT1和AT2处于开通，AT3和AT4处于关断状态；t2时刻发送AT1关断命令，器件AT1发生损坏，没有进行关断动作；t3时刻发送AT3开通命令，此时AT1、AT2、AT3处于导通状态，CAP1电容的能量通过AT1、AT2、AT3和AD6构成半边母线直通回路，开关器件流过非常大的电流。如不及时采取有效措施，直通回路上的开关器件将会被损坏。

如图3所示是传统的开关器件构成的交直交变流器的直通保护逻辑。

IGBT器件过载能力弱，可关断电流能力强，为避免器件通过较长时间通过大电流损坏，由IGBT器件构成的交直交变流器通常直接发送控制电压来控制器件关断，从而防止故障扩大化。

IGCT器件过载能力强，可关断电流能力弱，通常采用将所有桥臂全打通的方式来进行故障电流分流，降低流过每个IGCT器件的电流，从而保护变流器，防止故障扩大化。