[发明专利]一种模拟暂态脉冲电应力作用的自动化试验装置及方法

说明书

本公开揭示了一种模拟暂态脉冲电应力作用的自动化试验装置，包括：EMI滤波器、工频半波电流发生器、冲击电压发生器、控制系统和晶闸管。本公开还揭示了一种模拟暂态脉冲电应力作用的方法。本公开通过向处于反向恢复期的晶闸管施加电压脉冲，能够实现暂态脉冲电应力作用的模拟。

技术领域

本公开属于换流阀电气试验领域，具体涉及一种模拟暂态脉冲电应力作用的自动化试验装置及方法。

背景技术

高压直流输电因其在远距离大容量输电以及电网互联等方面的技术优势得到快速发展。换流阀是高压直流输电系统的核心设备，通过换流阀连接构成的整流、逆变电路是高压直流输电的基础。晶闸管作为晶闸管型换流阀的基本元件，其工作的可靠程度决定了整个换流阀设备能否稳定运行。运行中的换流阀可能承受来自交、直流系统的操作过电压、雷电过电压以及陡波过电压。此外，换流器出现脉冲丢失、换相失败等故障时会引起持续时间较长的暂时过电压。在各种暂态电应力作用下，晶闸管的工作特性会出现不可逆变化，并且很可能退化到无法满足其常规工作要求的程度，甚至彻底损坏。

用于模拟暂态脉冲电应力作用的自动化试验装置是研究晶闸管在暂态脉冲电应力作用下状态变化的基础，然而，目前对于此类试验装置鲜有公开报道。此外，为了模拟与现场长时间服役的晶闸管等效的实际状态，往往需要施加相当次数的电压冲击，开发相应的自动化试验装置显得尤为迫切。

发明内容

针对上述问题，本公开的目的在于提供一种模拟暂态脉冲电应力作用的自动化试验装置及方法，能够通过向处于反向恢复期的晶闸管施加电压脉冲以实现暂态脉冲电应力作用的模拟，为研究晶闸管在暂态脉冲电应力作用下的状态变化提供基础。

本公开的目的是通过以下技术方案实现的：

一种模拟暂态脉冲电应力作用的自动化试验装置，包括：EMI滤波器、工频半波电流发生器、冲击电压发生器、控制系统和晶闸管；其中，

所述EMI滤波器分别与所述冲击电压发生器和工频半波电流发生器相连，用于对市电进行滤波并作为所述冲击电压发生器和工频半波电流发生器的输入电流；

所述工频半波电流发生器用于生成工频半波电流并在所述工频半波电流流过所述晶闸管且完成过零检测后使所述晶闸管关断并进入反向恢复期；

所述冲击电压发生器与所述工频半波电流发生器并联，用于向关断并进入反向恢复期内不同时刻的所述晶闸管施加双指数冲击电压波以模拟暂态脉冲电应力作用；

所述晶闸管分别与所述冲击电压发生器、工频半波电流发生器并联；

所述控制系统用于控制试验装置中各开关按照设定时序导通。

优选的，所述工频半波电流发生器包括：LC振荡电容C_r、LC振荡电感L_r、高压晶闸管试品及晶闸管触发模块。

优选的，所述冲击电压发生器包括：主电容C₁、阻尼电阻Rd、晶闸管串联开关SW、波头电阻R_f、波尾电阻R_t以及负载侧电容C_L；其中，

所述主电容C₁经阻尼电阻R_d与晶闸管串联开关串联后与波头电阻R_f及波尾电阻R_t并联构成放电回路；

所述波头电阻R_f与负载侧电容C_L串联；

所述波尾电阻R_t接地。

优选的，所述主电容C₁与波头电阻R_f及波尾电阻R_t构成放电回路，用于产生双指数冲击电压波。