[实用新型]一种直流输电中模块化多电平换流阀的损耗测试装置

说明书

一种直流输电中模块化多电平换流阀的损耗测试装置，包括试品阀段、基准阀段和水冷装置。试品阀段为级联型模块化多电平结构的直流输电换流阀，基准阀段包括多个基准阀段组件，测试时使用的数量与试品阀段中的功率单元数量相同，每个基准阀段组件均包括多个电阻加热器，电阻加热器的数量与试品阀段中的功率单元的IGBT功率器件数量保持一致，多个电阻加热器由弹簧压装成上下层叠结构，底端和顶端以及每两个电阻加热器之间均设有水冷散热片。无需将换流阀放入封闭柜体内进行温度和水冷参数的测量，设计采用同等散热和水冷结构的基准阀段与试品阀段进行发热参数比对，即可得出试品阀的损耗值，能够适用于模块化多电平换流阀的损耗测试。

技术领域

本实用新型涉及直流输电技术领域，特别涉及一种直流输电中模块化多电平换流阀的损耗测试装置。

背景技术

柔性直流输电换流阀通常采用模块化多电平拓扑结构的电压源型换流阀，其中功率模块通常为门极可关断的全控型功率器件(IGBT，IEGT)，柔性直流输电技术是一种新型电力传输技术，与传统的直流输电技术相比较，具有能够连接弱交流系统、向无源网络供电、提高风电等新能源接入电网的穿透功率等优点。随着近年来国内外柔性直流变流器技术的不断发展，换流阀的电压等级和输电容量也不断增大，已开始应用于我国主干网系统，其损耗特性直接影响柔性直流输电系统效率，因此柔性直流输电工程均对换流阀损耗特性做出了具体要求，同时换流阀的损耗也直接影响换流阀水冷系统容量的配置和成本，因此在设备设计和制造阶段需要设计换流阀损耗测量的装置，对损耗的理论计算结果和器件的选型等方面提供校验手段。

在柔性直流输电工程建成投运之前，由于换流阀的电压等级和容量较高通常无法直接利用电网进行全功率测试，因此换流阀通常以换流阀组件为单位进行各种试验和测试，对于模块化多电平换流阀(MMC)是以阀段为单位进行测试，即由几个功率单元串联组成试品阀段，所提出的损耗测量装置也针对阀段设计。

公开号为CN109459648A”的中国专利提出一种针对低压换流器损耗测量的方法和系统，将换流阀放入封闭柜体通过测量水冷流量和温度等参数间接测量变流器损耗。但对于模块化多电平换流器主要受体积和模块化结构等限制，无法将阀段装入封闭柜体，且试品阀段电压等级较高，实验项目较多，阀段试验平台通常专门设置场地或阀厅进行相关试验，且平台应考虑多种试验项目的兼容性，因此该发明所述系统无法适用MMC拓扑。因此需要一种适用于模块化多电平换流阀(MMC)的损耗测试装置。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种直流输电中模块化多电平换流阀的损耗测试装置，无需将换流阀放入封闭柜体内进行温度和水冷参数的测量，设计采用同等散热和水冷结构的基准阀段与试品阀段进行发热参数比对，即可得出试品阀的损耗值，能够适用于模块化多电平换流阀的损耗测试。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种直流输电中模块化多电平换流阀的损耗测试装置，包括试品阀段、基准阀段和水冷装置。

所述的试品阀段包括多个，以电气并联方式连接，所述的试品阀段为级联型模块化多电平结构的直流输电换流阀，由多个的半桥或全桥功率单元依次串联组成；每个所述的功率单元内的多个IGBT功率器件由弹簧压装成上下层叠结构，并且，层叠结构的底端和顶端以及每两个IGBT功率器件之间均设有水冷散热片。

所述的基准阀段包括多个基准阀段组件，测试时使用的数量与试品阀段中的功率单元数量相同，每个基准阀段组件均包括多个电阻加热器，电阻加热器的数量与试品阀段中的功率单元的IGBT功率器件数量保持一致，多个电阻加热器由弹簧压装成上下层叠结构，并且，层叠结构的底端和顶端以及每两个电阻加热器之间均设有水冷散热片。

水冷装置通过水冷管路与试品阀段和基准阀段的水冷散热片的进水口和出水口相连，并且，水冷装置与试品阀段和基准阀段的水冷管路的连接结构保持相同。