[发明专利]一种半导体开关触发保护试验的测试电路及测试方法

说明书

本发明公开了一种半导体开关触发保护试验的测试电路及测试方法。本发明利用变流器逆变触发外旁通为负载电流提供续流回路，待外旁通承受负载电流的时间满足要求后，再令变流器重新工作于整流模式，变流器的输出电流逐渐增大,旁通电流逐渐下降,负载电流再由外旁通转移至变流器。在外旁通触发导通后，本发明在不借助外部机械开关的情况下，通过改变变流器的触发角，令变流器再次工作于整流模式，将已经转移到外旁通的负载电流转回变流器，实现了模拟ITER外旁通实际运行情况对外旁通进行触发可靠性和运行安全性的测试。

技术领域

本发明涉及半导体开关技术领域，尤其涉及一种半导体开关触发保护试验的测试电路及测试方法。

背景技术

ITER（国际热核聚变实验堆）是目前全球规模最大、影响最深远的国际合作项目之一。ITER极向场变流器单元是磁约束聚变堆工程的重要子系统，具有四象限十二脉波整流、负载电流大等特点，由脉冲功率供电系统的66 kV母线供电，向超导磁体线圈传输可控的直流电压和电流，用于等离子体形成，欧姆加热以及等离子体电流位形控制。

外旁通是极向场变流器单元的重要组成部分，在变流器出现故障时投入工作，为磁体电流提供续流回路，保护超导磁体安全。ITER极向场变流器在实际运行中的控制逻辑是：一旦检测到故障，立即令变流器逆变、并触发外旁通，为磁体电流提供续流回路，100 ms后闭合机械开关，将外旁通的电流转移至机械开关。基于ITER外旁通运行的特殊性和实验设备的局限性，在实验室只能模拟外旁通实际运行情况对其进行触发保护试验。一种半导体开关触发保护试验的测试方法对检验ITER外旁通触发的可靠性和运行的安全性至关重要。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种半导体开关触发保护试验的测试电路及测试方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种半导体开关触发保护试验的测试电路，包括有自耦变压器T₁和变流器单元，所述的变流器单元包括有整流变压器T₂、由变流器CU₁、变流器CU₂、变流器CU₃、变流器CU₄四个三相桥式六脉波变流器并联构成的变流器模块、直流电抗器L₁、直流电抗器L₂、直流电抗器L₃、直流电抗器L₄、直流隔离开关DS和外旁通BP，所述的自耦变压器T₁的输入端连接110V电网，输出端连接整流变压器T₂的输入端，整流变压器的输出端分别与变流器CU₁、变流器CU₂、变流器CU₃、变流器CU₄连接，所述的外旁通BP并联在变流器模块的两端，在变流器模块的两端还并联有假负载L_d，在变流器模块与假负载L_d之间连接有所述的直流隔离开关DS。

所述的外旁通BP是由两个晶闸管桥臂Th₁和Th₂并联构成，所述的晶闸管桥臂是由12个晶闸管并联构成的。

一种半导体开关触发保护试验的测试方法，具体步骤如下：

（1）基于ITER系统参数，计算机仿真并计算磁体电流向外旁通转移时外旁通电流的上升率和外旁通电流向机械开关转移时外旁通电流的下降率；

（2）依据外旁通实际运行中电流的上升率和下降率，基于测试平台及其假假负载参数，计算在试验中变流器逆变触发外旁通时所需的逆变角和变流器再次整流转移外旁通电流时所需的触发角；

（3）通过实时对比预设参考电流波形，采用电流闭环控制方式，开始测试；