CN206788266U - 一种阻尼模块测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种阻尼模块测试系统，包括供电单元、控制单元、信号输出单元和测量单元，其中，供电单元为各二次控制板卡工作提供电能；控制单元下发控制信号给阻尼模块并接收阻尼模块的回报信号；所述信号输出单元对待测阻尼模块施加外部激励信号；所述测量单元检测阻尼模块的功率端子间电压。此种测试系统简单可靠，成本低廉，自动化程度高，适用于在大功率变流器、柔性交直流输电系统中应用的阻尼模块的出厂测试、现场检测和故障检修，易于在类似应用场合推广。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电子设备测试技术领域，特别涉及一种阻尼模块测试系统。
背景技术
基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)技术的柔性直流输电技术有着广阔的应用前景，由于直流输电线路长度可能达几千公里，发生直流短路故障的概率很大。目前常用的基于半桥结构的模块化多电平换流阀子模块由于全控型开关器件反并联续流二极管的存在，在直流侧故障时，通常无法采用控制或者闭锁换流器的方法来限制短路电流，一般只能通过断开交流侧断路器来分断故障电流，导致了系统故障后无法实现快速恢复。
在换流器的桥臂中加入阻尼模块，在直流侧发生故障后，快速闭锁阻尼模块的双向通流开关，投入阻尼电阻，可以有效抑制直流短路电流的上升率和加快交流侧断路器跳开后故障电流的快速衰减。
阻尼模块主要由一次元件和二次控制板卡组成。一次元件主要包括阻尼电阻R，双向通流开关，旁路开关KM，其中双向通流开关由全控型器件和反并联续流二极管D组成。
阻尼模块在厂内测试时需要对其进行详细完备的功能测试，以提高测试效率和准确性，在现场运行发生故障时，需要对其进行快速简便的现场功能测试，以确定故障点，同时在检修好后需要对其进行专项的性能测试，以确定是否可以投入使用。
现在阻尼模块功能测试主要依靠辅助电源、万用表等工具进行，这些工具自动化程度低，且测试的快速性和准确性不能兼顾，测试方法并不成熟，测试手段比较单一，因此亟需稳定可靠的测试系统及其试验方法，提高测试的快速性和准确性，本案正是基于阻尼模块的功能测试需求产生。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供一种阻尼模块测试系统及测试方法，其简单可靠，成本低廉，自动化程度高，适用于在大功率变流器、柔性交直流输电系统中应用的阻尼模块的出厂测试、现场检测和故障检修，易于在类似应用场合推广。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种阻尼模块测试系统，其中，待测的阻尼模块包括一次元件和二次控制板卡，一次元件包括阻尼电阻、双向通流开关和旁路开关，其中双向通流开关由全控型开关器件和反并联续流二极管组成；所述的测试系统包括供电单元、控制单元、信号输出单元和测量单元，其中，供电单元的输出端连接阻尼模块电源板卡的输入端，为各二次控制板卡工作提供电能；控制单元分别通过发送光纤和接收光纤连接阻尼模块，下发控制信号给阻尼模块并接收阻尼模块的回报信号；所述信号输出单元由信号源和分压电阻构成，与待测阻尼模块功率端子连接，对待测阻尼模块施加外部激励信号；所述测量单元与待测阻尼模块功率端子连接，检测阻尼模块的功率端子间电压。
上述控制单元分别通过发送光纤和接收光纤连接阻尼模块二次控制板卡通信光口。
上述分压电阻由至少一个电阻级联而成。
上述信号输出单元中的信号源采用直流电源或交流电源，当信号源采用直流电源时，直流电源的正极连接阻尼模块双向通流开关的正极，直流电源的负极连接阻尼模块双向通流开关的负极。
上述双向通流开关的全控型开关器件采用IGBT，以IGBT的集电极作为双向通流开关的正极，以IGBT的发射极作为双向通流开关的负极。
上述双向通流开关的全控型开关器件采用至少一个IGCT或至少一个GTO，以IGCT或GTO的阳极作为双向通流开关的正极，以IGCT或GTO的阴极作为双向通流开关的负极。
采用上述方案后，本实用新型具有以下特点：
(1)本实用新型的阻尼模块测试系统原理简单可靠。当阻尼模块双向通流开关全控型开关器件驱动脉冲闭锁的时候，测量系统采集到的端子电压为阻尼电阻在其与分压电阻组成的串联回路中分担的电压；当阻尼模块双向通流开关全控型开关器件驱动脉冲开通的时候，测量系统采集到的端子电压为双向通流开关的器件导通压降，利用测量单元在双向通流开关全控型开关器件施加驱动脉冲前后采集到的端子电压变化判别双向通流开关全控型开关器件是否正常开通关断。
(2)本实用新型的阻尼模块测试系统可实现对阻尼模块的各个组件进行详细完整的功能测试，自动化程度高，当待测阻尼模块发生故障时，能够快速检测出故障并回报给控制单元显示。
(3)本实用新型的阻尼模块测试系统各组成单元可以集成在一个物理装置，也可以各单元为分立式物理装置，共同组成一个系统，测试原理简单可靠，测试效率高，整个测试系统仅需提供方便易得的单相交流市电作为电源即可。
附图说明
图1是本实用新型阻尼模块测试系统的架构图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
本实用新型提供一种阻尼模块测试系统，其中，待测的阻尼模块主要由一次元件和二次控制板卡组成，一次元件主要包括阻尼电阻R、双向通流开关和旁路开关KM，其中双向通流开关由全控型开关器件和反并联续流二极管D组成；所述的测试系统包括供电单元P、控制单元C、信号输出单元S和测量单元M，其中，供电单元P可以采用交流市电输入，输出端连接阻尼模块电源板卡的输入端，为各二次控制板卡工作提供电能；控制单元C通过发送光纤TX和接收光纤RX与二次控制板卡通信光口连接，下发控制信号给待测阻尼模块并接收阻尼模块的回报信号；所述信号输出单元S由信号源和分压电阻构成，与待测阻尼模块功率端子连接，对待测阻尼模块施加外部激励信号，其中的分压电阻由至少一个电阻级联而成；所述测量单元M与待测阻尼模块功率端子M1，M2连接，检测该待测阻尼模块的功率端子间电压。
其中，信号输出单元S中的信号源可采用直流电源或交流电源，当信号源采用直流电源时，直流电源的正极连接待测阻尼模块双向通流开关的正极，直流电源的负极连接待测阻尼模块双向通流开关的负极。
所述双向通流开关的全控型开关器件可以采用IGBT，以IGBT的集电极作为双向通流开关的正极，以IGBT的发射极作为双向通流开关的负极；或者，所述双向通流开关的全控型开关器件采用至少一个IGCT或至少一个GTO构成，以IGCT或GTO的阳极作为双向通流开关的正极，以IGCT或GTO的阴极作为双向通流开关的负极。
所述供电单元P、控制单元C、信号输出单元S和测量单元M可以集成在一个物理装置，也可以各单元为分立式物理装置，共同组成一个系统。
测试全控型开关器件开通关断功能的原理是：当阻尼模块双向通流开关全控型开关器件驱动脉冲闭锁的时候，测量系统采集到的端子电压为阻尼电阻在其与分压电阻组成的串联回路中分担的电压；当阻尼模块双向通流开关全控型开关器件驱动脉冲开通的时候，测量系统采集到的端子电压为双向通流开关的全控型开关器件的导通压降，利用测量单元在双向通流开关全控型开关器件施加驱动脉冲前后采集到的端子电压变化判别双向通流开关的全控型开关器件是否正常开通关断。
基于以上测试原理，本实用新型一种阻尼模块测试系统的测试方法，包括如下步骤：
步骤1，首先完成阻尼模块测试系统与待测阻尼模块的接线和光纤连接；
步骤2，供电单元P启动，为阻尼模块二次控制板卡供电；
步骤3，控制单元C首先进行测试系统自检，然后根据测试要求发送控制指令和触发脉冲信号至待测阻尼模块；
步骤4，控制单元C判断接收到的待测阻尼模块回报的控制命令和状态信息，若未收到回报控制命令或者接收异常状态信息则判断待测阻尼模块故障，立即封锁脉冲并提示故障信息，若无异常，转步骤5；
步骤5，控制单元C接收测量单元M的测量值作为测试判断依据并实时显示，若测量值有异常则判断待测阻尼模块故障，立即封锁脉冲并提示故障信息，若无异常则继续测试；
步骤6，测试系统完成测试后，控制单元C实时显示测试结果，断开供电单元。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (6)
1.一种阻尼模块测试系统，其中，待测的阻尼模块包括一次元件和二次控制板卡，一次元件包括阻尼电阻、双向通流开关和旁路开关，其中双向通流开关由全控型开关器件和反并联续流二极管组成；其特征在于：所述的测试系统包括供电单元、控制单元、信号输出单元和测量单元，其中，供电单元的输出端连接阻尼模块电源板卡的输入端，为各二次控制板卡工作提供电能；控制单元分别通过发送光纤和接收光纤连接阻尼模块，下发控制信号给阻尼模块并接收阻尼模块的回报信号；所述信号输出单元由信号源和分压电阻构成，与待测阻尼模块功率端子连接，对待测阻尼模块施加外部激励信号；所述测量单元与待测阻尼模块功率端子连接，检测阻尼模块的功率端子间电压。
2.如权利要求1所述的一种阻尼模块测试系统，其特征在于：所述控制单元分别通过发送光纤和接收光纤连接阻尼模块二次控制板卡通信光口。
3.如权利要求1所述的一种阻尼模块测试系统，其特征在于：所述分压电阻由至少一个电阻级联而成。
4.如权利要求1所述的一种阻尼模块测试系统，其特征在于：所述信号输出单元中的信号源采用直流电源或交流电源，当信号源采用直流电源时，直流电源的正极连接阻尼模块双向通流开关的正极，直流电源的负极连接阻尼模块双向通流开关的负极。
5.如权利要求1所述的一种阻尼模块测试系统，其特征在于：所述双向通流开关的全控型开关器件采用IGBT，以IGBT的集电极作为双向通流开关的正极，以IGBT的发射极作为双向通流开关的负极。
6.如权利要求1所述的一种阻尼模块测试系统，其特征在于：所述双向通流开关的全控型开关器件采用至少一个IGCT或至少一个GTO，以IGCT或GTO的阳极作为双向通流开关的正极，以IGCT或GTO的阴极作为双向通流开关的负极。
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|---|---|---|---|---|
| CN107037288A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-11 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种阻尼模块测试系统及测试方法 |
| CN109900980A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-06-18 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种基于高压方波脉冲激励的换流阀测试系统及其方法 |
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