[发明专利]一种MMC阀的端间直流耐压试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子及电力系统领域的试验装置及其试验方法，具体涉及一种MMC阀的端间直流耐压试验装置及其试验方法。

背景技术

柔性直流输电（VSC-HVDC）技术在高压直流输电领域中有着广泛的应用前景，基于模块化多电平换流器（MMC）的VSC-HVDC，是实现利用IGBT阀进行直流输电的一种方式，其核心部件称作MMC阀。

MMC阀端间直流耐压试验，以考察阀内部所有子模块串联后的整体耐压水平，即考验IGBT、反并联二极管、电子电路以及其它相关部件的耐压水平。

在试验装置投运之前，需要进行MMC阀的直流耐压试验，这是阀后续调试和运行的基础。MMC阀作为较为复杂的电力电子设备，它的绝缘试验相比传统高压设备具有一定的特殊性；需要考虑试验中可能出现的各种状况，做好控制保护的准备工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种MMC阀的端间直流耐压试验装置及其试验方法，指导MMC阀端间直流耐压试验，并能保证试验中设备的安全。试验方法能够考察试品阀内部所有子模块串联后的整体耐压水平，即考验IGBT模块和其他附属部件的耐压水平，同时也考察了试品阀在充电过程中个子模块之间或阀模块之间的均压情况。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种MMC阀的端间直流耐压试验装置，所述试验装置包括试品阀、充电电源、水冷却装置、局部放电仪、主闸、分压器和后台控制器；其改进之处在于，将试品阀的水冷管路连接至水冷却装置；所述后台控制器通过光纤与所述试品阀连接；所述分压器与试品阀并联；所述主闸分别与充电电源和后台控制器连接；所述局部放电仪与试品阀连接，用来测量试品阀的局部放电值；充电电源为所述试验装置供电。

其中，所述试品阀由至少两个子模块串联组成；所述试品阀的每个子模块均连接有子模块控制器和高位取能电源；每个子模块均包括直流电容器以及与其并联的半桥结构；所述高位取能电源并联在子模块直流电容器两端；高位取能电源为所述子模块控制器供电。

其中，所述试品阀包括水冷管路，采用软管将试品阀的水冷管路连接至水冷却装置，与水冷却装置组成回路。

本发明基于另一目的提供的一种MMC阀的端间直流耐压试验装置的试验方法，其改进之处在于，所述试验方法包括下述步骤：

A、调节水冷却装置的冷却剂流量至试品阀额定运行工况下冷却剂流量，确保进水温度小于20度；冷却剂电导率在0.2μS/cm以下，试品阀水冷管路无渗漏；

B、确认所述后台控制器能够可靠控制主闸分合闸；

C、将后台控制器通过光纤与试品阀连接，并设置试品阀为全闭锁状态；

D、在试品阀端间加一半试验电压（试验电压一般为试品阀额定电压的1.1倍）；

E、逐步升高试品阀端电压至试验电压，保持5分钟，在最后一分钟记录局部放电仪的局部放电值；

F、试验电压降至零，退出后台控制器，等待20分钟后用高压放电棒将试品阀中每子模块电容放电至0V；

G、判断试验是否通过。

其中，所述步骤A中，用软管将试品阀的水冷管路接至水冷却装置，累积运行1小时试品阀的水冷管路无渗漏。

其中，所述步骤D中，采用充电电源在试品阀端间加一半试验电压，在加电压的过程中监测每个子模块的电压分布是否均匀，子模块控制器工作是否正常，在电压分布均匀和子模块工作正常的情况下继续进行试验。

其中，所述步骤E中，所述试验电压为试品阀端间最高直流电压，用Utds5min表示，根据试品阀的额定工作电压确定。

其中，所述步骤G中，若试品阀中的水冷管路、子模块以及子模块控制器未发生击穿且无局部放电现象，则表示试验通过。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

1、本发明提供的MMC阀的端间直流耐压试验装置，能够指导绝缘试验的顺利安全进行，并能保证试验中设备的安全。试验方法能够考察试品阀内部所有子模块串联后的整体耐压水平，即考验IGBT模块和其他附属部件的耐压水平，同时也考察了试品阀在充电过程中个子模块之间或阀模块之间的均压情况。

2、本发明采用后台控制器与主闸连接，保证在试品阀子模块中出现过压时，后台控制器控制主闸断开充电电源，保护试品阀及试验装置。

附图说明

图1是本发明提供的MMC阀的端间直流耐压试验装置的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。