CN103176124A - 一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，包括以下步骤：将试品晶闸管加热到换流阀实际运行工况时的温度，并使其恒温；对固定电容器进行充电；充电完成后触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管开通后在电容的反压下关断，完成关断应力测试；测量试品晶闸管在不同工况下的关断特性。本发明采用高压恒流源或电压源给固定电容器充电，充电效率大大提高；固定电容器电压充到一定值后断开高压恒流源或电压源，同时触发试品晶闸管。固定电容器通过电感放电，为试品晶闸管开通提供正弦半波电流，并在晶闸管电流过零后提供反压。试品晶闸管单元并联有加热回路单元，实现不同的结温下的关断特性。

Description

一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法。
背景技术
晶闸管容量的提升使其应用范围拓展到输电领域。目前，以高压串联晶闸管为基础的高压直流输电技术在世界范围内快速发展，尤其是在我国得到大规模的应用，并在远距离输电及大规模电网互联方面发挥了良好的技术优势，取得了良好的经济效益。随着直流输电电压、输送容量的提高，直流输电系统的关键设备——直流换流阀的运行可靠性对系统安全运行至关重要，而换流阀的关断特性直接影响到换流阀运行的可靠性。
为了研究换流阀的关断特性，对换流阀进行试验是一种必需的手段。根据IEC60700标准对换流阀做的型式试验和例行试验，主要考虑的是阀模块的整体结构，对单个晶闸管的特性考核的不够详细，单个晶闸管之间的分散性考核不出来，因此有必要建立晶闸管关断的试验平台，把换流阀运行的参数折算到单个晶闸管级上来，通过改变外加电压值、阻尼回路参数、结温等，实测各种工况下各种因素对反向恢复电荷以及反向过冲的影响，从而等效实际工况下换流阀的关断特性。目前晶闸管厂家对于换流阀关断特性的研究仅仅局限于测量晶闸管的反向恢复电荷，虽然能反映晶闸管的特性，但是其等效性却不尽理想。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，采用高压恒流源或电压源给固定电容器充电，固定电容器电压充到一定值后断开高压恒流源或电压源，同时触发试品晶闸管。固定电容器通过电感放电，为试品晶闸管开通提供正弦半波电流，并在晶闸管电流过零后提供反压。试品晶闸管单元并联有加热回路单元，实现不同的结温下的关断特性。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
提供一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：将试品晶闸管加热到换流阀实际运行工况时的温度，并使其恒温；
步骤2：对固定电容器进行充电；
步骤3：充电完成后触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管开通后在电容的反压下关断，完成关断应力测试；
步骤4：测量试品晶闸管在不同工况下的关断特性。
所述步骤1中，控制开关电源对试品晶闸管进行加热，加热到换流阀实际运行工况时的温度，并保持20～30分钟使其恒温。
所述步骤2中，通过电源对固定电容器进行充电，充电完成后电源自动关闭。所述电源为高压恒流源或电压源。
所述步骤3中，固定电容器充电到要求的电压值后，触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管导通后流过正弦半波振荡电流，固定电容器电压反向，在反压下试品晶闸管关断完成一次关断测试，闭合真空开关，使固定电容器上残余电荷通过接地电阻放电。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1：通过改变设定的温度值，验证试品晶闸管反向恢复电荷随温度的升高而增大；
步骤4-2：通过改变固定电容器电压值和抽头电抗器的电感值，验证试品晶闸管反向恢复电荷随电流下降率的增大而增大。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用高压恒流源或电压源给固定电容器充电，充电效率大大提高；固定电容器电压充到一定值后断开高压恒流源或电压源，同时触发试品晶闸管。固定电容器通过电感放电，为试品晶闸管开通提供正弦半波电流，并在晶闸管电流过零后提供反压。试品晶闸管单元并联有加热回路单元，实现不同的结温下的关断特性，能更好的反映换流阀的实际工况。
附图说明
图1是本发明实施例中基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法对应电路原理图；
图2是基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法对应电路在基本工作模式下试品晶闸管电压和电流周期波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，提供一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：将试品晶闸管加热到换流阀实际运行工况时的温度，并使其恒温；
步骤2：对固定电容器进行充电；
步骤3：充电完成后触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管开通后在电容的反压下关断，完成关断应力测试；
步骤4：测量试品晶闸管在不同工况下的关断特性。
所述步骤1中，控制开关电源对试品晶闸管进行加热，加热到换流阀实际运行工况时的温度，并保持20～30分钟使其恒温。
所述步骤2中，通过电源对固定电容器进行充电，充电完成后电源自动关闭。所述电源为高压恒流源或电压源。
所述步骤3中，固定电容器充电到要求的电压值后，触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管导通后流过正弦半波振荡电流，固定电容器电压反向，在反压下试品晶闸管关断完成一次关断测试，闭合真空开关，使固定电容器上残余电荷通过接地电阻放电。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1：通过改变设定的温度值，验证试品晶闸管反向恢复电荷随温度的升高而增大；
步骤4-2：通过改变固定电容器电压值和抽头电抗器的电感值，验证试品晶闸管反向恢复电荷随电流下降率的增大而增大。
如图2，给出了基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法对应电路在基本工作模式下试品晶闸管电压和电流周期波形图，根据电路时序简单说明本电路的基本工作原理：
t0时刻恒流源开始给电容充电；
t1时刻电容电压达到所需试验电压；
t2时刻触发晶闸管，试品晶闸管承受导通期间的半波电流；
t3时刻流过晶闸管的电流过零，开始流过反向电流；
t4时刻晶闸管开始承受反压；
t5时刻晶闸管反向电压达到最大值；
t6时刻晶闸管反向电流过零，晶闸管承受反压关断。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：将试品晶闸管加热到换流阀实际运行工况时的温度，并使其恒温；
步骤2：对固定电容器进行充电；
步骤3：充电完成后触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管开通后在电容的反压下关断，完成关断应力测试；
步骤4：测量试品晶闸管在不同工况下的关断特性。
2.根据权利要求1所述的基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，其特征在于：所述步骤1中，控制开关电源对试品晶闸管进行加热，加热到换流阀实际运行工况时的温度，并保持20～30分钟使其恒温。
3.根据权利要求1所述的基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，其特征在于：所述步骤2中，通过电源对固定电容器进行充电，充电完成后电源自动关闭。
4.根据权利要求3所述的基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，其特征在于：所述电源为高压恒流源或电压源。
5.根据权利要求1所述的基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，其特征在于：所述步骤3中，固定电容器充电到要求的电压值后，触发试品晶闸管，固定电容器对电感放电，试品晶闸管导通后流过正弦半波振荡电流，固定电容器电压反向，在反压下试品晶闸管关断完成一次关断测试，闭合真空开关，使固定电容器上残余电荷通过接地电阻放电。
6.根据权利要求1所述的基于半波法的大功率晶闸管关断特性测试方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1：通过改变设定的温度值，验证试品晶闸管反向恢复电荷随温度的升高而增大；
步骤4-2：通过改变固定电容器电压值和抽头电抗器的电感值，验证试品晶闸管反向恢复电荷随电流下降率的增大而增大。
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