[发明专利]一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法，测试装置包括主控制系统、直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块、充电回路和旁路触发模块；直流电源为充电回路中的储能电容充电；耐压测试模块用于检测旁路开关的原副边绝缘耐压；高压脉冲dv/dt模块用于检测旁路开关的脉冲耐受能力；状态测量模块用于检测旁路开关的合闸状态、合闸时间；接触电阻测试模块用于检测旁路开关合闸后，主触点的合闸阻抗状态；旁路触发模块用于为旁路开关的合闸提供驱动指令；可方便的连接在旁路开关上，能有效触发旁路开关闭合，全面测试旁路开关的耐压、高压脉冲dv/dt、合闸状态、合闸时间、接触电阻等关键特性。

技术领域

本发明属于柔直功率模块的旁路开关测试技术领域，具体涉及特别是涉及一种用于柔性直流输电系统中，功率模块的旁路开关测试。

背景技术

模块化多电平电压源换流器高压直流输电(modular multilevel converterbased HVDC，MMC-HVDC)技术是一种新型的电压源换流器直流输电技术，已被广泛应用于新能源并网、非同步联网和多端直流输电等领域。

MMC换流阀每桥臂由多个子模块串联构成，每个子模块都设计有旁路功能，在换流阀运行期间出现个别功率模块故障后，确保此故障模块快速旁路隔离，避免故障进一步扩大影响整个换流阀系统的运行。基于此需求，每个功率模块都配置了一套旁路开关设备，一个换流站通常由几千台的旁路开关，其可靠性是整个换流阀系统稳定运行的保障。

传统对于旁路开关检测设备，偏向于实际应用方面，主要是旁路开关是否合闸、合闸时间是否满足快速可靠旁路的需求，但对于旁路开关在耐压、高压脉冲、接触阻抗等方面仍需要进一步加强，提高旁路开关检测的全面。同时，一个换流站有几千台的旁路开关，如此庞大的数量，检测手段的简洁性和高效性也是工程的实际需求。

所以需要结合柔直换流阀需求、旁路开关的特性，研究一种旁路开关测试方法是解决目前所存在问题的关键。

发明内容

本发明提供了一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置及测试方法，实现旁路开关的多量连续测量。

为达到上述目的，本发明一种用于柔直功率模块的旁路开关测试装置，包括主控制系统、直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块、充电回路和旁路触发模块；直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块和旁路触发模块均与主控制系统连接，主控制系统用于为直流电源、耐压测试模块、高压脉冲dv/dt模块、状态测量模块、接触电阻测试模块和旁路触发模块提供逻辑控制指令；直流电源与充电回路连接，用于为充电回路中的储能电容进行直流充电；耐压测试模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关的原副边绝缘耐压；高压脉冲dv/dt模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关的脉冲耐受能力；状态测量模块与旁路开关的主触点、辅助触点连接，用于检测旁路开关的合闸状态、合闸时间；接触电阻测试模块与旁路开关的主触点连接，用于检测旁路开关合闸后，主触点的合闸阻抗状态；旁路触发模块与触发开关连接，为旁路开关的合闸提供驱动指令。

进一步的，高压脉冲dv/dt模块包括DSP控制板、启动回路、可调变压器T1、整流模块和脉冲转换模块；DSP控制板与启动回路、可调变压器以及脉冲转换模块连接；启动回路与可调变压器、整流模块串联，使交流电源变换为高压直流电源，脉冲转换模块并联在高压直流电源两端。

进一步的，启动回路包括开关K1、开关K2和电阻R0，开关K2和电阻串联形成串联支路，开关K1与串联支路并联。

进一步的，脉冲转换模块由多个相同的半桥拓扑模块串联。

进一步的，高压脉冲dv/dt模块输出端串联有限流电阻R4。