[发明专利]一种MMC功率模块过压晶闸管旁路试验方法

说明书

本发明公开了一种MMC功率模块过压晶闸管旁路试验方法，本发明通过采用两个阶段试验来验证出口端并联晶闸管的半桥功率模块和全桥功率模块过压保护能否正确动作，是否能够保证本体功率模块发生故障而不对相邻功率模块造成影响，是否能够在旁路晶闸管击穿之后系统能够继续稳定运行。第一阶段试验主要验证直流电容器经晶闸管短路击穿后功率模块结构设计和采取的防护措施是否安全有效，晶闸管击穿之后不发生固体飞溅，不对水路造成影响，不影响相邻功率模块正常运行。第二阶段试验主要验证晶闸管的击穿电压与功率模块电压的配合关系，验证晶闸管击穿之后形成可靠通路，IGBT不击穿，电容不发生直通放电，不对相邻子模块产生影响。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种MMC功率模块过压晶闸管旁路试验方法。

背景技术

随着大功率柔性直流输电技术的发展，模块化多电平换流器(ModularMultilevel Converter，MMC)被越来越多的应用到工程上，其具有开关频率低，损耗小等优点。该种形式换流器每个桥臂由上百个功率模块串联，每个功率模块可以采用全桥结构或半桥结构，当由于取能电源或控制板卡发生故障，功率模块变成不可控状态时，运行中的电容会被持续充电，电容持续充电电流将会导致电容电压超出其耐受范围，最终电容器会发生绝缘击穿，内部汽化致电容器膨胀，甚至可能发生爆炸，对周围设备形成巨大危害。为了避免这种情况的发生，有工程采用门极和阴极短接的晶闸管并联于功率模块输入端，作为后备的功率模块可靠旁路装置这一技术路线，但是尚未有功率模块过压晶闸管旁路的试验方法公开。

发明内容

为了解决尚未有有效的试验方法来对MMC功率模块过压晶闸管旁路进行正确性和可靠性试验问题，本发明实施例提供了一种MMC功率模块过压晶闸管旁路试验方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种MMC功率模块过压晶闸管旁路试验方法，所述试验方法用于对出口端并联晶闸管的半桥功率模块和全桥功率模块进行过压旁路试验，包括：

第一阶段试验，用于验证直流电容器经晶闸管短路击穿后功率模块结构设计和采取的防护措施是否安全有效，晶闸管击穿之后不发生固体飞溅，不对水路造成影响，不影响相邻功率模块正常运行；

第二阶段试验，用于验证晶闸管的击穿电压与功率模块电压的配合关系，验证晶闸管击穿之后形成可靠通路，IGBT不击穿，电容不发生直通放电，不对相邻子模块产生影响。

进一步地，所述第一阶段试验采用第一试验回路进行，所述第一试验回路包括：

交流电源，其输出端和充电机，充电机的输出端用于对MMC功率模块充电试验；

电压表V1，其并接在充电机的输出端的两端，用以测量输出端两端电压；

开关K1、电阻R1依次串接在充电机输出端的线路中；

开关K2、电阻R2串接形成支路，并接在电压表V1的两端。

进一步地，所述第一阶段试验包括：

闭合K1、断开K2，控制充电机给MMC功率模块的电容充电，使旁路晶闸管击穿，监测V1两端电压；

试验结束后，断开K1，闭合K2,给MMC功率模块的电容放电；

对MMC功率模块的电容、充电回路进行接地处理，并采用高压衰减探头确认放电完成；

查看晶闸管击穿后的放电回路是否有碎金属屑飞溅、子模块外壳变形是否影响相邻模块，晶闸管、水路是否有明显影响等；

测量MMC功率模块输出等效电阻值；

若无明显异常，随后装配至阀组件中，给该MMC功率模块功率模块进行若干个小时的额定电流通流试验。