[发明专利]两电平STATCOM开关器件开路故障定位方法

说明书

一种两电平STATCOM开关器件开路故障定位方法，属于逆变器开关器件故障诊断领域。开关器件开路故障包括IGBT开路和续流二极管开路两类。通过采集STATCOM三相输出电流i_l(k),(l∈(a,b,c))及网侧三相电压u_l(k),(l∈(a,b,c))，计算三相补偿电流正负半波无功功率将其归一化得到作为故障特征，与设定的阈值α,β进行比较来定位故障所在相。再提取故障相电流计算1/4周期无功功率差d_lx(x＝0,1,l∈(a,b,c))与设定阈值γ比较进一步定位IGBT开路或是续流二极管开路。解决了现有诊断方法不能区分IGBT和续流二极管的开路故障的问题，有效精确定位IGBT和二极管的故障位置，且不受负载波动影响。

技术领域

本发明涉及一种两电平STATCOM开关器件开路故障定位方法，属于逆变器故障诊断领域。

背景技术

逆变器在工业生产中的应用越来越广泛。逆变器必然要用到高开关频率的功率开关器件。据一项来自80个公司超过200份调查的统计，功率器件故障占据变频器故障的60％以上，因此对故障功率器件进行快速的定位，对于逆变器至关重要。

目前已经有了很多逆变器功率器件故障诊断方法，以电流检测最为常用，如PARK矢量法、电流矢量轨迹法等。然而这些方法只适用与变频调速系统，不适用于STATCOM(静止同步补偿器)，原因是因为变频调速系统其交流侧接的是电机，属于感性负载。但对于STATCOM，要工作在感性和容性两种工况下，故这些判断方法的可靠性难以保证。功率开关器件开路故障包括IGBT开路和续流二极管开路两类，由于上管IGBT和下管二极管的电流方向始终一致，故上述基于电流量的诊断方法还无法进一步区分IGBT和二极管的开路故障。因此功率器件故障判断难度很大，值得研究。

发明内容

针对上述技术中的不足之处，提供一种步骤简单，定位准确效率高的两电平STATCOM开关器件开路故障定位方法。

为实现上述技术目的，本发明的两电平STATCOM开关器件开路故障定位方法，包括以下步骤：

步骤一、采集两电平STATCOM开关器件上的模拟量信号，利用电流互感器采集STATCOM三相输出电流i_l(k),(l∈(a,b,c))，利用互感器采集交流侧电网三相电压u_l(k),(l∈(a,b,c))，其中i_l(k)为STATCOM的l相输出电流，u_l(k)为与i_l(k)同时刻采样的该相网侧电压；

步骤二、将获取的每相l(l∈(a,b,c))网侧电压的一个检测周期平均分成四个区间：区间Ⅰ、区间Ⅱ、区间Ⅲ、区间Ⅳ，四个区间的三相网侧电压分别与三相输出电流相匹配，获得与三相网侧电压四个区间分别对应的无功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV，利用三相网侧电压四个区间分别对应的无功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV获得STATCOM主回路开关的三相正半波的无功功率Q_l⁺和三相负半波的无功功率Q_l^-；

步骤三、根据STATCOM主回路开关的三相正、负半波的无功功率Q_l⁺,Q_l^-提取故障特征值S_l^m，得到的6个故障特征值S_l^m都分别对应一个IGBT或二极管的工作状况；