[发明专利]一种两电平三相四线制D-STATCOM主回路开关器件开路故障定位方法

说明书

一种两电平三相四线制D‑STATCOM主回路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。通过采集D‑STATCOM的三相输出电流和电压信号，并通过三相输出电流和电压信号获得无功功率，将无功功率归一化得到故障特征，与设定阈值进行比较来定位故障所在相。检测步骤简单，检测效率高，不受负载突变的影响，可靠性高，解决了现有方法难以区分IGBT和二极管开路故障的难题。

技术领域

本发明涉及一种两电平三相四线制D-STATCOM主回路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D-STATCOM(静止无功补偿器)，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，而且是三相平衡负载。但对于D-STATCOM，由于低压400V低压配网大量的单相负荷,D-STATCOM大多运行在三相不平衡工况下,故这些判断方法的准确性大大降低了。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，目前缺少准确快速判断D-STATCOM主回路开关器件故障的方法。

发明内容

针对上述技术的不足之处，提供一种方法简单，检测准确效率高，不受负载突变的影响，解决了现有方法难以区分IGBT和二极管开路故障的难题的两电平三相四线制D-STATCOM主回路开关器件开路故障定位方法。

为实现上述技术目的，本发明的两电平三相四线制D-STATCOM主回路开关器件开路故障定位方法，其步骤如下：

两电平三相四线制D-STATCOM主回路开关器件开路故障定位方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、采集两电平三相四线制D-STATCOM主回路开关器件的模拟量信号：利用电流互感器采集D-STATCOM三相输出电流i_l(k),(l∈(a,b,c))，利用电压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D-STATCOM的l(l∈(a,b,c))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D-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D-STATCOM主回路开关器件的三相正、负半波的无功功率提取故障特征值得到的6个故障特征值都分别对应一个IGBT或二极管的工作状况；

步骤四：根据得到的6个特征值判断故障所在相，当6个特征值任一特征值出现在判断阈值区间内时，则通过出现在阈值区间内的特征值判断当前特征值对应的相故障，否则返回步骤一；