CN111579892B - 一种用于级联型svg功率模块的测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于级联型SVG功率模块的测试系统及方法，包括：系统电源，其用于提供测试系统所需的电源；绝缘平台，其用于安放待测试功率模块，其中，绝缘平台的绝缘等级高于待测试功率模块应用于SVG机组的绝缘等级；工作电压配置模块，其用于接收电源信号，通过调节输出电压，为待测试功率模块配置工作电源电压；可调电压器，其第一输出端与绝缘平台连接，第二输出端与工作电压配置模块输出端连接，用于接收电源信号并根据基准电压信息，调节其输出电压，以将待测试功率模块的工作电源的电位抬高至基准电压处。本发明利用低电压环境来模拟待测试功率模块在机组上的运行特性，降低对现有测试方法及测试工具的需求，减小测试难度。

Description

一种用于级联型SVG功率模块的测试系统及方法

技术领域

本发明涉及SVG功率模块控制技术领域，尤其是涉及一种用于级联型SVG功率模块的测试系统及方法。

背景技术

功率模块是级联型SVG核心部件，其设计研发过程中应考虑该模块在不同电位下的运行特性。目前，对于功率模块高电位运行特性的测试通常放在功率模块应用过程中的SVG机组环境上进行，需在高压环境下将测试点引出，使用高压测量仪器对需要测试的电量信号进行测量。

但在现有技术中，由于级联型SVG普遍应用于中高压环境，功率模块在高电位情况下与在低电位情况下的某些特性(例如：高电位情况下，会影响变流系统控制器测量采样过程；漏电流增大会影响变流系统控制器的稳定性等)是不同的。因此，在对级联SVG系统拓扑中处于高电位运行环境下的功率模块进行测试时，对测试仪器都提出了很高的要求，且某些特殊情况测试较为困难，如：单个功率模块在不同电位下泄漏电流对功率模块造成的影响等。另外，由于市面上各个厂家功率模块的设计不同，其内部结构、材料、电连接方式存在差异，不同的功率模块在高电位条件下的运行特性也就不尽相同。现有技术通常，在进行模块测试时，仅在模块上施加其额定电压，未考虑模块在高电位情况下整体电位抬升所产生的影响，从而降低了SVG功率模块的测试效果的准确性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于级联型SVG功率模块的测试系统，包括：系统电源，其用于提供测试系统所需的系统电源信号；绝缘平台，其用于安放待测试功率模块，其中，所述绝缘平台的绝缘等级高于所述待测试功率模块应用于SVG机组的绝缘等级；工作电压配置模块，其输出端与所述待测试功率模块连接，用于接收所述系统电源信号，通过调节该模块输出电压，为所述待测试功率模块配置工作电源电压；可调电压器，其第一输出端与所述绝缘平台连接，第二输出端与所述工作电压配置模块输出端连接，用于接收所述系统电源信号，并根据基准电压信息，调节其输出电压，以将所述待测试功率模块的工作电源的电位抬高至基准电压处。

优选地，所述工作电压配置模块包括：变压器，其用于调节输入至所述待测试功率模块的电压，其中，所述变压器原边线圈与副边线圈之间、以及其原边线圈对地之间的电压对应的绝缘等级与所述SVG机组的绝缘等级相同；限流电阻，其位于所述变压器与所述待测试功率模块之间，用于在调节所述待测试功率模块输入电压时，缓冲充电过程产生的瞬时电流；接触器，其跨接于所述限流电阻两端，用于通过接触器状态控制信号控制所述接触器的通断状态，以在所述接触器闭合时完成所述工作电源电压的配置工作。

优选地，所述变压器，其还用于接收并解析工作电压调节信号，得到相应的调节控制指令和工作电压设定参数，基于此，调节所述变压器输入端与输出端的电压变比。

优选地，所述测试系统还包括：控制器，其中，所述控制器，其用于在测试准备阶段，获取所述可调电压器的输出电压，在该电压达到所述基准电压信息时，向所述待测试功率模块发送锁相控制指令，以完成对所述待测试功率模块的充电操作并驱动其启动运行。

优选地，所述测试系统还包括接地电阻，其中，所述接地电阻，其位于所述待测试功率模块输出端的漏电流测试点与大地之间，用于为所述待测试功率模块提供与测试所需的漏电流匹配的输出阻值。

优选地，所述控制器，其还用于在测试实施阶段，发送测试控制指令，以及接收所述待测试功率模块的工作状态信息，其中，所述测试控制指令包括输出至所述接地电阻的电阻设置参数，所述工作状态信息包括漏电流信息和/或共模电压信息。

优选地，所述接触器的额定电流大于所述待测试功率模块的额定电流；所述限流电阻的阻值与所述待测试功率模块的额定电压及对应的最大允许容量相匹配。

优选地，所述测试系统还包括：电流传感器，其用于采集流经所述接地电阻的电流，以使得所述控制器监测所述待测试功率模块的所述漏电流信息；第一电压传感器，其用于采集所述系统电源信号的电压，以使得所述控制器监测所述待测试功率模块的系统电源信息；第二电压传感器，其用于采集所述可调电压器的输出电压，以使得所述控制器监测所述待测试功率模块的所述共模电压信息。

另一方面，本发明还提出了一种用于级联型SVG功率模块的测试方法，该方法利用上述所述的测试系统构造待测试功率模块的测试环境，所述方法包括如下步骤：工作电压配置模块接收系统电源信号，通过调节该模块输出电压，为所述待测试功率模块配置工作电源电压，其中，用于安放所述待测试功率模块的绝缘平台的绝缘等级高于所述待测试功率模块应用于SVG机组的绝缘等级；可调电压器接收所述系统电源信号，并根据基准电压信息，调节其输出电压，以将所述待测试功率模块的工作电源的电位抬高至基准电压处。

优选地，所述方法还包括：在测试准备阶段，控制器获取所述可调电压器的输出电压，在该电压达到所述基准电压信息时，向所述待测试功率模块发送锁相控制指令，以完成对所述待测试功率模块的充电操作并驱动其启动运行。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明提出一种用于级联型SVG功率模块的测试系统及方法。该系统及方法利用较低电压环境来模拟待测试功率模块在SVG机组上的运行特性，能够全面、有效的完成测试控制工作，降低了对现有测试方法及测试工具的需求，减小了测试的难度。

虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，为并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例中的SVG功率模块级联拓扑的一个具体示例示意图。

图2为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试系统的结构示意图。

图3为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试系统的控制原理示意图。

图4为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试方法的步骤图。

图5为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试方法的具体流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

在现有技术中，由于级联型SVG普遍应用于中高压环境，功率模块在高电位情况下与在低电位情况下的某些特性(例如：高电位情况下，会影响变流系统控制器测量采样过程；漏电流增大会影响变流系统控制器的稳定性等)是不同的。因此，在对级联SVG系统拓扑中处于高电位运行环境下的功率模块进行测试时，对测试仪器都提出了很高的要求，且某些特殊情况测试较为困难，如：单个功率模块在不同电位下泄漏电流对功率模块造成的影响等。另外，由于市面上各个厂家功率模块的设计不同，其内部结构、材料、电连接方式存在差异，不同的功率模块在高电位条件下的运行特性也就不尽相同。现有技术通常，在进行模块测试时，仅在模块上施加其额定电压，未考虑模块在高电位情况下整体电位抬升所产生的影响，从而降低了SVG功率模块的测试效果的准确性。

因此，本发明提出了一种用于级联型SVG功率模块的测试系统及方法。该系统及方法通过使用变压器来隔离系统电源与待测试功率模块，使得功率模块工作在工作电压下，再通过可调电压器将被测模块一端的电位进行抬升。将电位抬升至基准值后，在此状态下对被测模块的工作状态进行测试。本发明对单个功率模块在相对较低的电压环境下进行高电位运行环境的模拟，从而对待测试功率模块(被测模块)在高电位情况下的运行特性进行监测，降低了对测试仪器的要求，并降低测试的难度。另外，本发明还可以通过调节可调电压器并观测接地电阻电流，对模块在泄漏电流、共模电压变化的情况下的工作状态进行测试，从而能够监测SVG功率模块在高电位环境下的一系列运行特性。

实施例一

图1为本申请实施例中的SVG功率模块级联拓扑的一个具体示例示意图。在实际应用过程中，功率模块级联是目前中高压变流装置中较为常见的系统拓扑形式，其主要特点是采用多个功率模块进行级联，每个功率模块平均承受一部分母线电压，故而可以使用低压功率器件实现高电压输出。在SVG功率模块级联拓扑中，每个功率模块的结构是基本相同的，并且各模块分担的电压也基本相同，但当级联拓扑应用在变流系统中时，各功率模块在系统中的电位存在差异。以图1中所示的三相级联型SVG拓扑为例，根据电压等级不同，通常变流系统每相(A相、B相和C相)采用n个功率模块级联后，直接接入电网，此时，变流系统中每个功率模块的电位是不同的，越接近输入端的模块所处的电位环境越高，因此，模块的运行电位不同，会导致功率模块内部的电位悬浮部件的运行效果存在差异。

需要说明的是，本发明实施例中的被测模块101(待测试功率模块)为可用于变流系统中的级联型SVG拓扑结构中的SVG功率模块。由于级联型SVG机组主要应用于中/高压领域(如6kV、10kV、35kV等)，作为级联型SVG机组重要组成部分的功率模块，其进行测试时需考虑中/高压环境对其产生的影响，但是由于直接在中/高压环境中进行测试对测试仪器的电压承受范围提出严苛的要求，测试过程中需要测试仪器全程保持高压安全措施，通常的测试仪器无法满足测试要求。SVG功率模块主要由1个IGBT组成的H桥电路组成，具备支撑电容、放电电阻、各类传感器以及控制器，与高压变频器常说的功率模块对比少一个整流单元。

图2为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试系统的结构示意图。如图2所示，本发明实施例的测试系统至少包括：系统电源10、绝缘平台20、工作电压配置模块30和可调电压器40。下面参照图2，对测试系统内的各模块进行说明。

系统电源10分别与工作电压配置模块30和可调电压器40的输入端连接。系统电源10为低压电源，用于提供整个测试系统所需的系统电源信号。在经过工作电压配置模块30和可调电压器40的升压处理后，实现驱动待测试功率模块101运行的功能，达到利用低电压环境下模拟待测试功率模块101运行在高电位环境下的目的。优选地，本发明实施例中的低压电源在0～3000V范围内。

绝缘平台20用于安放待测试功率模块101。其中，绝缘平台20与大地连接。进一步，为了保证待测试功率模块101与其应用于SVG机组中时的SVG机组的状态相同，应将待测试功率模块101安置在高于SVG机组绝缘等级的绝缘平台之上，因此，本发明实施例中的绝缘平台20的绝缘等级，需要高于待测试功率模块101应用于SVG机组中时的SVG机组所需要达到的绝缘等级。在一个实施例中，待测试功率模块101放置于配置有高压绝缘子21的绝缘平台20上，高压绝缘子21位于待测试功率模块101与绝缘平台20之间。

工作电压配置模块30的输出端通过进线端子与待测试功率模块101的直流侧输入端连接。工作电压配置模块30用于接收来自系统电源10传输的系统电源信号，基于此，调节该模块30的输出电压，为待测试功率模块101配置工作电源电压。其中，如图2所示，工作电压配置模块30包括：变压器31、限流电阻32和接触器33。

具体地，变压器31用于调节输入至待测试功率模块101的电压。变压器31将待测试功率模块101与系统电源10进行隔离，使得待测试功率模块101运行在工作电压。其中，变压器31的原边线圈与副边线圈之间的电压与上述SVG机组(待测试功率模块101应用于SVG机组中时的SVG机组)的绝缘等级相同，并且变压器31的原边线圈对地之间的电压与上述SVG机组的绝缘等级相同，从而防止在下述电位抬升后，变压器31的副边线圈与大地之间、副边线圈对原边线圈之间造成绝缘击穿。需要说明的是，本发明实施例中的变压器31可采用固定变比变压器，还可采用可调变压器，本发明对此不作具体限定，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

在一个实施例中，当采用可调变压器时，变压器31能够用于接收并解析工作电压调节信号，得到相应的调节控制指令和工作电压设定参数，基于此，调节所述变压器31输入端与输出端的电压变比，从而利用接收到的系统电源信号，将输出端的电压调节至待测试功率模块101的工作电压，为待测试功率模块101相应的工作电源。其中，调节控制指令包括：开始调节指令或停止调节指令。在变压器31从工作电压调节信号中解析出停止调节指令时，结束调节控制操作，表示当前待测试功率模块101的输入电压已达到其工作电源。

然后，对工作电压配置模块30中的限流电阻32进行说明。由于待测试级联型SVG功率模块101内部通常会在输入端直流侧处并联有大容量电容，使得待测试功率模块101在供电瞬间会产生较大电流，从而在待测试功率模块101充电过程中一般会在前级串联充电限流电阻作为缓冲。故本发明实施例中的限流电阻32位于变压器31其中一个输出端与对应的待测试功率模块101的输入端之间。限流电阻32用于在调节待测试功率模块101的输入电压时，缓冲充电过程产生的瞬时电流。其中，限流电阻32的阻值与待测试功率模块101的额定电压及该额定电压对应的最大允许容量相匹配。具体地，由于SVG模块一般配置较大直流支撑电容，限流电阻32的阻值应与待测试功率模块101的容量匹配，避免上电过程中对冲击电流造成模块损坏。一般来说，应保证合闸瞬间的电流峰值应不大于待测试功率模块101的额定电流。

接着，对工作电压配置模块30中的接触器33进行说明。接触器33跨接于上述限流电阻32两端。该接触器33用于通过接触器状态控制信号控制接触器33自身的通断状态，以在接触器闭合时完成工作电源电压的配置工作。其中，在SVG模块运行后，功率模块会输出容性或感性电流，可达到全面模拟待测试功率模块101实际工况的目的，固需要配置符合要求的接触器。因此，本发明实施例中的接触器33的额定电流需大于待测试功率模块101的额定电流。进一步，在本发明的一个实施例中，接触器33用于检测所述接触器状态控制信号的有效性。其中，在该信号有效时，接触器33处于闭合导通状态；在该信号无效时，接触器33处于断开状态。

进一步，上述接触器控制信号可以通过按钮或(下述)控制器等装置发送，以实现接触器33的手动或电气方式的控制。在待测试功率模块101的输入电压未达到其工作电源时，控制接触器33处于断开状态，使得上述限流电阻32在待测试功率模块101充电过程中起到缓冲瞬时电流的作用。在待测试功率模块101的输入电压达到其工作电源时，控制接触器33处于闭合状态，表征当前已完成对待测试功率模块101的充电工作，可将限流电阻32短接。

继续参考图2，对上述测试系统中的可调电压器40进行说明。可调电压器40的第一输出端与绝缘平台20连接，第二输出端与上述工作电压配置模块30输出端连接。具体地，可调电压器40的第二输出端与其中一个上述进线端子连接，进线端子用于连接工作电压配置模块30输出端和待测试功率模块101的输入端。也就是说，可调电压器40的第二端与上述工作电压配置模块30中的变压器31的其中一个输出端连接。可调电压器40用于从输入端接收上述系统电源信号，并根据基准电压信息，调节其输出电压，以将待测试功率模块101的工作电源的电位抬高到上述基准电压处，使得待测试功率模块101运行在与上述基准电压信息匹配的高电位环境下。

需要说明的是，在开始可调电压器40的调节操作前，需要完成对待测功率模块101的充电操作，并先将可调电压器40调节至最低档位。其中，上述基准电压信息为待测试功率模块101在处于高电位运行状态下对应的电位数据。另外，为了保障本发明测试系统的实用性，可调电压器40的可调节范围要求不低于上述所述SVG机组的相电压范围。

此外，本发明实施例中的可调电压器40具备输出电压的显示功能，还用于实时显示可调电压器40的输出电压。需要说明的是，本发明实施例中的可调电压器40可采用手动调节方式或电气调节方式，本发明对此不作具体限定，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

进一步，通过上述方式实现了通过低电压环境驱动待测试功率模块101运行在高电位环境下的工作电源处。

进一步，上述测试系统还包括控制器50。控制器50与待测试功率模块101连接，用于在测试装备阶段，当通过接触器33、变压器31和可调变压器40完成对待测试功率模块101的工作电源(完成充电工作)和基准电压的设置后，获取可调电压器40的输出电压(信息)，在该电压达到上述基准电压信息时，控制器50向待测试功率模块101发送锁相控制指令，以使得待测试功率模块101启动并处于运行状态。而后，待测试功率模块101(SVG功率模块)接收到上述锁相控制指令后，通过内部的锁相模块完成相应的锁相操作，从而使得待测试功率模块101启动并运行，继而进入到测试实施阶段。这样，通过控制器50完成对测试功率模块101的锁相控制，从而使得本发明实施例中的测试系统从测试准备阶段进入到测试实施阶段，以展开漏电流、共模电压和工作状态监测等其他测试工作。

其中，如图2所示，控制器50与待测试功率模块101通过光纤线缆连接，级联型SVG通常应用于中/高压场合，控制器50与待测试功率模块101之间通常不采用直接电连接的方式，通常采用光纤线缆将二者连接实现通讯功能，进一步达到高低压隔离的目的。

实施例二

再次参考图2，本发明实施例中的测试系统包括：接地电阻60、PC机70、电流传感器80、第一电压传感器91和第二电压传感器92。下面对这些器件进行一一说明。

在上述测试系统进入到测试实施阶段后，上述控制器50还用于发送测试控制指令，以及接收待测试功率模块101的实时工作状态信息，以展开针对待测试功率模块101的测试控制操作。其中，测试控制指令包括：输出至下述接地电阻的电阻设置参数等。工作状态信息包括：漏电流信息和/或共模电压信息等。

为切实模拟待测试功率模块101在上述所述的SVG机组中的运行状态，在待测试功率模块101上取布置相应的漏电流测试点，通过接地电阻将该测试点接地。该接地电阻可根据测试要求进行调整，可以模拟在高电位情况下不同漏电流参数等级对待测试功率模块101的影响，使得上述控制器50能够通过设置接地电阻的阻值参数，控制待测试功率模块101输出满足测试所需的特定漏电流。其中，需要说明的是，漏电流测试点的选取与待测试功率模块101在SVG机组中的安装方式相关，应根据SVG机组中主要的泄露电流通路进行布置。另外，待测试功率模块101在实际应用过程中，为了模拟漏电流的增加会影响待测试功率模块101的测控系统的运行等特殊情况(例如：采用差分电路的测量系统，在功率模块漏电流增加且受到共模电压影响下，易出现测量偏差)，使得不同等级的特定漏电流会对待测试功率模块101的运行特性产生影响。故本发明实施例可将SVG机组通过实际测量或绝缘电阻折算得到的待测试功率模块101在实际应用中的漏电流值，作为在本测试系统中实现与实际应用工况的模拟的特定漏电流的依据，以对待测试功率模块101在特定漏电流下的运行状况进行监测。

接地电阻60位于待测试功率模块101输出端的漏电流测试点与大地之间。接地电阻60用于为待测试功率模块101提供与测试所需的漏电流匹配的输出阻值(输出端等效电阻值)，以测试不同漏电流参数等级对待测试功率模块101的影响。在一个实施例中，接地电阻60采用可调电阻。进一步，接地电阻60还用于根据电阻设置参数，将其输出电阻调节为与所述电阻设置参数匹配的阻值。

电流传感器80位于上述接地电阻60与大地之间，并与上述控制器50连接。该电流传感器80用于采集流经接地电阻60的电流，并将该电流值实时传输至控制器50中，以使得控制器50实时监测待测试功率模块101的漏电流信息。其中，电流传感器80采集到的电流值表征待测试功率模块101的漏电流值。本发明实施例中，电流传感器80采用mA级传感器。

这样，在上述接地电阻60、电流传感器80和可调电压器40的配合下，能够实现控制待测试功率模块101输出测试所需的漏电流，以模拟待测试功率模块101在测试所需的特定漏电流的运行状态下，监测待测试功率模块101的工作状态。其中，还可以通过调节可调电压器40的输出电压值调整待测试功率模块101的高电位运行环境，从而配合上述接地电阻60和电流传感器80，实现漏电流的监测操作。

另外，第一电压传感器91与上述系统电源10连接。第一电压传感器91用于采集系统电源信号的电压，并将该电压值实时传输至控制器50中，以使得控制器50实时监测待测试功率模块101的系统电源信息。

第二电压传感器92与上述系统电源10连接。第二电压传感器92用于采集可调电压器40的输出电压，并将该电压值实时传输至控制器50中，以使得控制器50实时监测待测试功率模块101的共模电压信息。其中，第二电压传感器92采集到的电压值表征待测试功率模块101的共模电压值。

图3为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试系统的控制原理示意图。如图3所示，控制器50通过电流输入接口、第一电压输入接口和第二电压输入接口分别与电流传感器80、第一电压传感器91和第二电压传感器92连接，从而获取通过相应传感器传输到的漏电流信号、系统电源信号和共模电压信号，经过模拟量采样、模数转换等信号预处理后，获取相应的漏电流信息、系统电源信息和共模电压信息。

另外，上述控制器50用于检测待测试功率模块101的工作状态信息，并对其进行测试控制。由于各个厂家控制器差异，本发明实施例中的控制器50，需要满足本发明实施例中的信号预处理模块以及采集外部传感器信号的功能，其功能应能够达到驱动待测试功率模块101实现单个模块正常运行的能力。参考图3，测试系统还可通过控制器50按照上述所述的方式完成对待测试功率模块101的锁相控制。进一步，在测试系统进入到测试实施阶段后，可接收待测试功率模块101发送的表征工作状态的脉冲控制信号，经过控制器50的调制处理后得到相应的工作状态信息。其中，工作状态信息包括：变压器31的输出电流及电压数据、可调电压器40的输出电压数据(共模电压信息)、待测试功率模块101的直流侧电压数据、待测试功率模块101的运行状态信息、待测试功率模块101中的IGBT模块的运行状态信息、待测试功率模块101的运行温度数据、漏电流信息等。

进一步，如图2和图3所示，测试系统还包括与控制器50连接的PC机70。PC机70用于对控制器50所反馈的包括工作状态信息进行显示，并实现对控制器50的测试控制。

实施例三

基于上述实施例一和实施例二中所述的测试系统，若上述接触器33、变压器31和可调变压器40均通过控制器50来实现电气控制的情况下，上述控制器50在测试装备阶段中，还需要按照如下流程为待测试功率模块101设置相应的工作电源和基准电压。

首先，控制器50用于在测试准备阶段，向接触器33发送无效的接触器状态控制信号，向变压器31发送含有开始调节指令信息的工作电压调节信号，使得变压器31为待测试功率模块101进行充电。

然后，控制器50用于获取并检测待测试功率模块101直流侧电压，在该电压达到待测试功率模块101的工作电源电压时，向接触器33发送有效的接触器状态控制信号，并向变压器31发送含有停止调节指令信息的工作电压调节信号，以表征当前变压器31的输出电压达到待测试功率模块101的工作电源电压，从而完成了对待测试功率模块101的充电过程。这样，在接触器33闭合时，完成了对待测试功率模块101的工作电压的配置工作。

而后，控制器50用于向可调电压器40发送基准电压信息，使得可调电压器40将其输出电压自动调节到基准电压处。

最后，控制器50用于获取并检测可调电压器40输出端的输出电压，在该电压达到基准电压信息时，向待测试功率模块101发送锁相控制指令，以使得待测试功率模块101启动并开始运行，从而使得本发明实施例中的测试系统进入到测试实施阶段。

需要说明的是，在搭建完成本发明实施例中的测试系统并完成控制系统的调试后，需将上述变压器31和可调电压器40调节至最低档位，从而使得测试系统进入到上述测试准备阶段。

实施例四

另一方面，本发明还提出了一种用于级联型SVG功率模块的测试方法，该方法利用如上述实施例一～三中所述的测试系统构造待测试功率模块101的测试环境，并实施相应的测试准备及测试控制过程。其中，本方法所涉及的各个设备、器件等均具备上述测试系统中相应设备的功能。图4为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试方法的步骤图。图5为本申请实施例中的用于级联型SVG功率模块的测试方法的具体流程图。下面结合图4和图5，对上述方法的步骤及流程进行说明。

在步骤S410中，在测试准备阶段，工作电压配置模块30接收系统电源信号，通过调节该模块30的输出电压，为待测试功率模块101配置工作电源电压。其中，用于安放待测试功率模块101的绝缘平台的绝缘等级需高于待测试功率模块101应用于SVG机组的绝缘等级。

而后，步骤S420可调电压器40接收系统电源信号，并根据获取到的基准电压信息，调节其输出电压，以将待测试功率模块101的工作电源的电位抬高至上述基准电压处。

然后，在步骤S430中，在测试准备阶段，控制器50获取可调电压器40的输出电压，在该电压达到基准电压信息时，向待测试功率模块101发送锁相控制指令，以完成对待测试功率模块101的充电操作并驱动其启动运行，使得测试系统进入到测试实施阶段。

最后，进入到步骤S440中，在测试实施阶段，控制器50向待测试功率模块101发送测试控制指令，以驱动待测试功率模块101实施相应的控制。进一步，在待测试功率模块101接收到上述控制指令并实施相应控制后，控制器50实时接收待测试功率模块101发送的工作状态信息，以对待测试功率模块101当前的运行状态进行监测。其中，上述测试控制指令包括：输出至接地电阻60的电阻设置参数等指令。工作状态信息包括：漏电流信息和/或共模电压信息等。

需要说明的是，若上述接触器33、变压器31和可调变压器40均通过控制器50来实现电气控制的情况下，上述控制器50在测试装备阶段中，还需要按照如下流程为待测试功率模块101设置相应的工作电源和基准电压。

具体地，步骤S502中，在测试准备阶段，控制器50向接触器33发送无效的接触器状态控制信号，向变压器31发送含有开始调节指令信息的工作电压调节信号，使得变压器31开始为待测试功率模块101进行充电，从而进入到步骤S410中。

而后，步骤S503控制器50获取并检测待测试功率模块101直流侧电压，在该电压达到待测试功率模块101的工作电源电压时，向接触器33发送有效的接触器状态控制信号，并向变压器31发送含有停止调节指令信息的工作电压调节信号，以表征变压器31的输出电压达到待测试功率模块101的工作电源电压，从而完成了对待测试功率模块101的充电过程。这样，在接触器33闭合时，完成了对待测试功率模块101的工作电压的配置工作。

进一步，在步骤S504中，控制器50向可调电压器40发送基准电压信息，而后，进入到步骤S420中，对可调电压器40的输出电压进行调节，从而进入到步骤S430中。

需要说明是，在搭建完成本发明实施例中的测试系统并完成控制系统的调试后，在步骤S501中需将上述变压器31和可调电压器40调节至最低档位，从而使得测试系统进入到上述测试准备阶段，以进入到上述步骤S502中。

本发明提出一种用于级联型SVG功率模块的测试系统及方法。该系统及方法主要包括：PC机、控制器、系统电源、变压器、可调电压器、接地电阻、限流电阻、以及绝缘平台等设备组成。通过变压器为待测试功率模块101提供工作电压，由可调电压器实现对待测试功率模块101的工作电源电压的电位抬升，以模拟功率模块处于高电位情况下的运行特征。进一步在接地电阻、可调变压器和电流传感器的配合下，调节待测试功率模块101的泄漏电流，进而实现对待测试功率模块101在特定漏电流情况下运行的模拟。本发明可实现模拟单个模块在SVG机组运行情况下的运行状态，能够全面、有效的完成测试控制工作。另外，本发明的测试系统利用较低电压环境来模拟待测试功率模块101在机组上的运行特性，降低了对现有测试方法及测试工具的需求，减小了测试的难度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种用于级联型SVG功率模块的测试系统，包括：

系统电源，其用于提供测试系统所需的系统电源信号；

绝缘平台，其用于安放待测试功率模块，其中，所述绝缘平台的绝缘等级高于所述待测试功率模块应用于SVG机组的绝缘等级；

工作电压配置模块，其输出端与所述待测试功率模块连接，用于接收所述系统电源信号，通过调节该模块输出电压，为所述待测试功率模块配置工作电源电压；

可调电压器，其第一输出端与所述绝缘平台连接，第二输出端与所述工作电压配置模块输出端连接，用于接收所述系统电源信号，并根据基准电压信息，调节其输出电压，以将所述待测试功率模块的工作电源的电位抬高至基准电压处，其中，所述可调电压器的输出电压值表征待测试功率模块的共模电压值；

接地电阻，其采用可调电阻，并位于所述待测试功率模块输出端的漏电流测试点与大地之间，所述接地电阻用于为所述待测试功率模块提供与测试所需的漏电流匹配的输出阻值，以在完成对所述接地电阻的阻值参数设置后使得待测试功率模块在测试时输出满足测试所需的特定漏电流。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述工作电压配置模块包括：

变压器，其用于调节输入至所述待测试功率模块的电压，其中，所述变压器原边线圈与副边线圈之间、以及其原边线圈对地之间的电压对应的绝缘等级与所述SVG机组的绝缘等级相同；

限流电阻，其位于所述变压器与所述待测试功率模块之间，用于在调节所述待测试功率模块输入电压时，缓冲充电过程产生的瞬时电流；

接触器，其跨接于所述限流电阻两端，用于通过接触器状态控制信号控制所述接触器的通断状态，以在所述接触器闭合时完成所述工作电源电压的配置工作。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，

所述变压器，其还用于接收并解析工作电压调节信号，得到相应的调节控制指令和工作电压设定参数，基于此，调节所述变压器输入端与输出端的电压变比。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：控制器，其中，

所述控制器，其用于在测试准备阶段，获取所述可调电压器的输出电压，在该电压达到所述基准电压信息时，向所述待测试功率模块发送锁相控制指令，以完成对所述待测试功率模块的充电操作并驱动其启动运行。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，

所述控制器，其还用于在测试实施阶段，发送测试控制指令，以及接收所述待测试功率模块的工作状态信息，其中，所述测试控制指令包括输出至所述接地电阻的电阻设置参数，所述工作状态信息包括漏电流信息和/或共模电压信息。

6.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，

所述接触器的额定电流大于所述待测试功率模块的额定电流；

所述限流电阻的阻值与所述待测试功率模块的额定电压及对应的最大允许容量相匹配。

7.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：

电流传感器，其用于采集流经所述接地电阻的电流，以使得所述控制器监测所述待测试功率模块的所述漏电流信息；

第一电压传感器，其用于采集所述系统电源信号的电压，以使得所述控制器监测所述待测试功率模块的系统电源信息；

第二电压传感器，其用于采集所述可调电压器的输出电压，以使得所述控制器监测所述待测试功率模块的所述共模电压信息。

8.一种用于级联型SVG功率模块的测试方法，其特征在于，该方法利用如权利要求1～7中任一项所述的测试系统构造待测试功率模块的测试环境，所述方法包括如下步骤：

工作电压配置模块接收系统电源信号，通过调节该模块输出电压，为所述待测试功率模块配置工作电源电压，其中，用于安放所述待测试功率模块的绝缘平台的绝缘等级高于所述待测试功率模块应用于SVG机组的绝缘等级；

可调电压器接收所述系统电源信号，并根据基准电压信息，调节其输出电压，以将所述待测试功率模块的工作电源的电位抬高至基准电压处。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

在测试准备阶段，控制器获取所述可调电压器的输出电压，在该电压达到所述基准电压信息时，向所述待测试功率模块发送锁相控制指令，以完成对所述待测试功率模块的充电操作并驱动其启动运行。

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