[发明专利]一种MMC阀过流关断试验的触发时序系统及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及过流试验的触发时序设备，具体涉及一种MMC阀过流关断试验的触发时序系统及其试验方法。

背景技术

在大功率电力电子领域，电力电子设备在应用于电力系统中需要进行行业指定的试验项目，模块化多电平方式的柔性直流输电换流阀由功率子模块组成，功率子模块的型式试验项目需要进行过流试验，以保证子模块在发生误触发过流时设备可以安全运行。

功率子模块为半桥式拓扑结构，结构图如图1所示，功率子模块由两个IGBT（S1和S2）、一个电容器以及子模块控制板组成。功率子模块的IGBT包括四种触发组合，（1）S1和S2都处于关断状态；（2）S1开通，S2关断；（3）S1关断，S2开通；（4）S1和S2都处于开通状态。其中第四种状态将使子模块处于过流状态，从而造成电容器短路，因此子模块设计过程中必须保证在出现第（4）种状态时，子模块能够自我识别出这种状态并闭锁S1和S2，保证子模块不出现短路直通的状态，从而保证子模块的安全运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种MMC阀过流关断试验的触发时序系统及其试验方法，该装置使子模块的IGBT子模块同时触发，以验证子模块是否具有识别出当前处于直通状态并闭锁子模块，从而保证子模块本身的安全性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种MMC阀过流关断试验的触发时序系统，其改进之处在于，所述系统包括上位机、试验控制器和过流关断试验装置；

所述上位机通过CAN总线和试验控制器通信，通信速率为1Mbps，用于监视子模块试验状态、设置试验方式和试验参数以及操作试验过程；

所述试验控制器通过CAN总线和上位机通信，接收上位机下发的试验方式和试验参数，根据试验要求生成子模块过流试验的触发时序脉冲；

所述试验控制器和过流关断试验装置中试品阀的子模块控制器之间采用光纤通信，每一个子模块控制器和试验控制器之间的通信光纤为两根，一根为发送光纤；另一根为接收光纤，通信协议采用HDLC通信方式，协议为IEC60044-8；

所述子模块控制器负责根据试验控制器发送过来的控制命令，控制子模块中IGBT模块的开通和关断。

其中，所述过流关断试验装置包括过试品阀、负载回路、充电电源和控制器；所述试品阀、负载回路和充电电源依次连接；所述试验控制器用于控制试品阀和负载回路。

其中，所述试品阀包括串联的第一子模块和第二子模块；

所述第一子模块包括IGBT模块T₁₁、IGBT模块T₁₂、晶闸管T₁和电容C_SM1；所述IGBT模块T₁₁和所述IGBT模块T₁₂串联后与所述电容C_SM1并联，所述晶闸管T₁和所述IGBT模块T₁₂并联；

第二子模块包括IGBT模块T₂₁、IGBT模块T₂₂、晶闸管T₂和电容C_SM2；所述IGBT模块T₂₁和所述IGBT模块T₂₂串联后与所述电容C_SM2并联，所述晶闸管T₂和所述IGBT模块T₂₂并联；

串联的IGBT模块T₁₁和IGBT模块T₁₂的中间点引出端子，为第一子模块的高压输出端A₁₁；

串联的IGBT模块T₂₁和IGBT模块T₂₂的中间点和所述IGBT模块T₁₂连接，并引出端子，为第二子模块高压输出端A₂₁；

所述电容C_SM2的正极引出端子，为第二子模块电容高压端A₁₂；

所述电容C_SM2的负极引出端子，为第二子模块低压输出端A₂₂；

所述IGBT模块T₁₁、IGBT模块T₁₂、IGBT模块T₂₁和IGBT模块T₂₂均包括反并联的二极管和IGBT器件。