[发明专利]直流支撑电容器等效串联电感的测量装置、方法及系统

说明书

本发明公开了一种直流支撑电容器等效串联电感的测量装置，包括：电源、直流支撑电容器、第一高压开关、第二高压开关、电压测量设备和电流记录仪；还公开了一种直流支撑电容器等效串联电感的测量方法及系统，方法包括：利用电源对直流支撑电容器进行充电，直至第一预设电压阈值时停止；直流支撑电容器放电至第二预设电压阈值，同时分别利用电压测量设备和电流测试仪测量直流支撑电容器放电时的放电电压和放电电流，获取放电电压数据和放电电流数据；根据放电电压数据和放电电流数据，确定直流支撑电容器的等效串联电感。本发明能够解决目前无法对直流支撑电容器的等效串联电感进行准确试验测量的难题，能够准确高效地确定等效串联电感。

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，并且更具体地，涉及一种直流支撑电容器等效串联电感的测量装置、方法及系统。

背景技术

随着对环境保护的日益重视，风力、光伏等新能源发电方式在国家能源发展战略中的地位越来越重要，为满足新能源发展的需要，提供高质量稳定的电能，大力发展柔性直流输电技术势在必行。柔性直流输电技术具有抑制谐波、减少无功补偿容量、不会出现换相失败故障等优点，代表了输配电技术新的发展趋势。

直流支撑电容器，又称DC-link电容器，其应用于柔性直流输电中主要是吸收来自于逆变器向DC-Link索取的高幅值脉动电流，阻止其在DC-Link的阻抗上产生高幅值脉动电压，使逆变器端的电源电压波动保持在允许范围；同时防止来自于DC-Link的电压过冲和瞬时过电压对逆变器的影响。近年来，采用金属化薄膜的高压自愈式电容器以其优越的电性能在DC-link应用场合得到了广泛的应用。

直流支撑电容器是由电容器芯子、外壳、套管、铜箔引线、绝缘灌封胶(如聚氨酯)和其他附属件组成。电容器芯子由若干元件组合而成，元件是构成电容器的核心单元。电容元件由一定厚度和层数的金属化聚丙烯薄膜围绕聚碳酸酯绝缘芯棒卷绕而成，而金属化膜是将纳米级厚度的金属电极采用真空蒸镀的方式附着到介质薄膜上形成的。在元件的端部采用喷金工艺实现电容器电极的引出，如图1所示，多个电容元件通过焊接铜箔引线，串、并联起来从而形成整个电容器芯子。

直流支撑电容器与常规的全膜电容器的主要区别在于其电极很薄，薄的金属化电极使其具有了自愈特性。高压自愈式电容器以有机薄膜作为储能介质，由于膜在生产过程中不可避免的带有缺陷或杂质，使得这些区域的耐电强度低于周围的耐电强度，这些区域被称之为电弱点。随着外施电压的升高，电弱点处的薄膜会首先击穿，形成短路点，与故障元件相并联的其他完好元件以及故障元件自身储存的能量都会经击穿点产生放电，形成放电通道。由于高压自愈式电容器电极很薄，短路击穿电流引起局部的高温使击穿点处的薄金属层迅速蒸发、向外扩散并使绝缘恢复，因此局部击穿不会影响到整个电容器，这一过程称为“自愈”，如图2所示。自愈成功后的电容器又能继续可靠工作。高压自愈式电容器的自愈特性在很大程度上防止了由于单个电弱点击穿引起的电容器失效，大大延长了电容器的使用寿命。

在直流支撑电容器设计中，等效串联电感是重要的技术指标，它与电容器元件的结构、材料的成分及元件的布置密切相关，极小的等效串联电感是高压自愈式电容器是否具有优良性能的关键。由于直流支撑电容器等效串联电感极小，难以直接对其电感进行测量，因此目前在直流支撑电容器测试中，一般采用谐振扫频仪对等效串联电感进行测量，而在试验中仪器接线引起的误差无法进行校核验证，这就可能导致等效串联电感与真实值之间存在偏差。

发明内容

本发明提出一种直流支撑电容器等效串联电感的测量装置、方法及系统，以解决如何直流支撑电容器等效串联电感的测量问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种直流支撑电容器等效串联电感的测量装置，其特征在于，所述装置包括：电源、直流支撑电容器、第一高压开关、第二高压开关、电压测量设备和电流记录仪；其中，