[实用新型]模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验装置和系统

说明书

技术领域

本实用新型属于柔性直流输电换流阀和链式静止同步补偿器换流阀的运行试验技术领域，具体涉及一种模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验装置和系统。 

背景技术

智能电网建设离不开大功率电力电子产品，大功率电力电子产品的研制和试验技术已经成为科研院所和企事业单位研究的热点，随着大功率电力电子产品往更大电压等级和容量的发展，两电平或三电平技术已经满足不了其日益增加的电压和容量要求，因此越来越多的大功率电力电子产品采用模块化多电平拓扑，及采用多个功率子模块串联连接，通过调制，换流阀可输出接近正弦波的多电平电压波形，可大大减少或省去输出滤波电路。 

现有模块化多电平换流阀子模块采用的拓扑一般有两种结构：一种是基于2个IGBT的半桥模式，如图1和图2所示，一个半桥子模块由两个IGBT模块IGBT1、IGBT2以及直流电容Csm构成，IGBT1和IGBT2串联后与电容Csm构成半桥结构，IGBT2两端为子模块出线端，多个MMC子模块串联构成MMC换流阀；另一种是基于4个IGBT（IGBT1～IGBT4）的全桥模式，如图3所示，由IGBT1和IGBT2之间及IGBT3和IGBT4之间分别引出子模块的两出线端。由于模块化多电平换流阀每个子模块单元都配置有直流电容C1，特别是大容量模块化多电平换流阀中的子模块，其内部的电容都在几千μF以上，对这种换流阀的阀端间进行交直流电压试验成为业界的难题。 

标准“IEC62501高压直流输电用电压源换流阀(VSC-HVDC)-电气测试”规定的模块化多电平换流阀试品子模块串联级数不少于5级，任何情况下不少于3级的要求，需进行交直流电压试验。 

传统的试验装置如图4所示，试验回路中串设有试品阀V1和限流电阻Rs的试验系统采用交流电压源Es和直流电压源E1串联的方式形成交直流电压源来达到标准规定的交直流试验电压，由于模块化多电平换流阀V1的子模块SMn内部都含有很大的直流电容，虽然交流电压源Es可以通过采用不同变压器的方式来达到所需的交流电压，但一般的直流电压源E1却不能满足相应试验电流的要求。目前，市面上高压大电流直流电压源很难找，因此对模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验一直是众多模块化多电平换流阀生产厂家面临的一大难题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验装置，以解决现有试验装置中直流电压源难以满足试验要求的问题，同时提供一种使用该试验装置的试验系统。 

为了实现以上目的，本实用新型模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验装置所采用的技术方案如下：包括用于与试品阀连接的两个连接端子，两个连接端子之间串设有限流电阻和交直流电压源，所述交直流电压源由交流电压源和辅助电容串联构成。 

所述辅助电容上并联有放电电阻。 

所述辅助电容为一个电容或至少两个电容串和/或并联的方式构成的电容组。 

本实用新型模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验系统所采用的技术方案如下：包括试品阀及与试品阀连接的两个连接端子，两个连接端子之间串设有限流电阻和交直流电压源，所述交直流电压源由交流电压源和辅助电容串联构成。 

所述辅助电容上并联有放电电阻。 

所述辅助电容为一个电容或至少两个电容串和/或并联的方式构成的电容组。 

所述试品阀为一个子模块构成的单阀或至少两个子模块串联构成的阀组件或至少3个子模块构成的阀塔。 

所述子模块为半桥子模块或全桥子模块。 

本实用新型的模块化多电平换流阀的阀端间交直流电压试验装置和系统与现有试验装置相比，省去了直流电压源，靠增加辅助电容来构成一个倍压电路，达到所需的交直流试验电压；扩容方便，可以通过电容的串并联来实现想要的试验电压电流；控制简单，无需其它额外的控制设备，只需交流电压源、限流电阻和辅助电容串联，就可实现对试品阀阀端进行交直流电压的试验；在试验停止时，只需将交流电压源的电压调至0V，辅助电容通过与其并联的放电电阻进行放电后，实现起来较为方便、简单、安全；试验电路的组成结构简单，各组成元件均为常见器件，容易获得，建设快，成本低，具有很强的推广价值。 

附图说明

图1是半桥子模块结构图； 

图2是半桥子模块构成的模块化多电平换流阀原理框图； 

图3是全桥子模块构成的模块化多电平换流阀原理框图 

图4是传统交直流电压试验装置电路原理图；