[发明专利]一种换流阀晶闸管均压元件测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种换流阀晶闸管均压元件测试装置及方法，所述装置包括测试信号源模块、采集处理模块和元件参数计算模块，其中，测试信号源模块的正极输出端和负极输出端分别对应的连接到晶闸管级的正极输入端和负极输入端，采集处理模块的正极输入端和负极输入端分别对应的连接到晶闸管级的正极输出端和负极输出端，采集处理模块的输出端连接到元件参数计算模块的输入端，测试信号源用于产生直流和不同频率交流的测试电压，将该电压信号施加于晶闸管级两端，即可测量晶闸管均压回路在特定频率下的电压、电流值，之后通过牛顿拉夫逊算法，以求解出均压元件参数值。与现有技术相比，本发明的测试时间短，测试流程简单，能有效提高测试效率。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其是涉及一种换流阀晶闸管均压元件测试装置及方法。

背景技术

在直流输电工程中，换流阀的功能是实现电能交直流转换，是换流站的核心设备，被喻为换流站“心脏”。为实现期望直流电压的输出，考虑到单个晶闸管耐压水平有限，换流阀一般采用多级晶闸管串联结构，同时还要考虑晶闸管元件的故障率和冗余度，以此来设计换流阀中晶闸管元件的数量，因此实际工程中晶闸管级单元的数量极为庞大，根据统计，国内一个换流站内晶闸管的数量在2000～3000只。

晶闸管级回路是构成换流阀模块的最基本单元，它由阻尼回路、直流均压回路、晶闸管等组成。阻尼回路的作用是保证串联晶闸管间的电压分布均匀，由阻尼电阻、阻尼电容和直流均压电阻组成，阻尼回路与饱和电抗器一起作用，以限制晶闸管电压在极快暂态电压下的上升率，在每个换流器运行周期里，阻尼回路会经受数次电压阶跃变化，因此会产生很大的功率耗散，其健康水平直接关系到换流阀是否可以稳定运行，对直流输电的安全运行具有重要意义。因此，阻尼回路元件参数的准确测试极其重要，但是由于单个换流站就有上千个晶闸管级，检修时开展阻尼回路参数测量工作巨大。

根据换流阀检修相关的国家标准要求，需要定期测量均压元件参数值，传统的对晶闸管级均压元件的测试方法比较单一，大多采用万用表、电容桥等测试仪器直接测试晶闸管级的阻尼电阻、阻尼电容、直流均压电阻等。该方法需要断开晶闸管级电气连接，测试过程复杂繁琐、测试时间长、测试效率低，且该方法无法提供激励源，不能反映晶闸管级在实际运行过程中的工况。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种换流阀晶闸管均压元件测试装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种换流阀晶闸管均压元件测试装置，包括测试信号源模块、采集处理模块和元件参数计算模块，所述测试信号源模块的正极输出端和负极输出端分别对应的连接到待测晶闸管级的正极输入端和负极输入端，所述采集处理模块的正极输入端和负极输入端分别对应的连接到待测晶闸管级的正极输出端和负极输出端，所述采集处理模块的输出端连接到所述元件参数计算模块的输入端；

所述测试信号源模块用于产生测试电压信号并将该测试电压输出给晶闸管级；

所述采集处理模块用于采集晶闸管级的电压和电流信号，并将采集到的电压和电流信号进行处理之后传输给所述元件参数计算模块；

所述元件参数计算模块用于计算并输出晶闸管级的均压元件参数值。

优选的，所述测试电压信号施加在晶闸管级的阳极散热器和阴极散热器上。

优选的，所述测试电压信号包括一路直流电压信号和多路不同频率的交流电压信号。

优选的，所述测试信号源模块包括控制信号发生器、正弦波发生器、功率放大器、隔离变压器和整流器，所述控制信号发生器的输出端连接到所述正弦波发生器的输入端，所述正弦波发生器的输出端连接到所述功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端分别连接到所述隔离变压器的输入端、所述整流器的输入端；

所述控制信号发生器用于产生设定频率的控制信号；