[发明专利]一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路及测试方法

说明书

本发明涉及一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路及测试方法，该电路包括直流电流源、源表、电流转换单元以及待测试试品；直流电流源、源表、电流转换单元以及待测试试品并联连接；直流电流源用于提供稳定的加热电流；源表用于为待测试试品提供稳态小电流，并测试所述试品两端的压降；电流转换单元用于将大电流从试品中注入或切除。利用上述测试电路测量得到的壳温，并结合结温和IGBT的通态损耗功率计算IGBT的热阻。通过本发明提供的技术方案，能够准确考核在柔直试验系统运行过程中IGBT子模块的热阻特性，从而在实际应用过程中优化设计方案，提升电力系统稳定性。

技术领域

本发明涉及大功率电力电子技术领域，尤其涉及一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路及测试方法。

背景技术

IGBT在运行过程中受到安全工作区的限制，由电气过程导致的芯片自热是其主要限制因素之一。芯片的温度取决于IGBT热阻以及冷却条件。IGBT热阻描述了IGBT芯片到壳的热流通道的对外传输热量的能力，它决定了在给定条件下IGBT结壳的温升。通常，在datasheet中，厂家会给出这一值，但测试条件往往不甚清楚。如果在计算中直接套用该值，将导致计算结温与在柔直工程的实际应用中的结温产生差异。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路及测试方法，以准确考核在柔直试验系统运行过程中IGBT子模块的热阻特性，从而在实际应用过程中优化设计方案，提升电力系统稳定性。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路，包括直流电流源、源表、电流转换单元以及待测试试品；其中，

所述直流电流源、源表、电流转换单元以及待测试试品并联连接；

所述直流电流源用于提供稳定的加热电流；

所述源表用于为待测试试品提供稳态小电流，并测试所述试品两端的压降；

所述电流转换单元用于将大电流从试品中注入或切除。

进一步的，所述电流转换单元包括第一开关S1和第二开关S2；

所述直流电流源正极分别与所述第一开关S1的一端和所述第二开关S2的一端连接；

所述第一开关S1的另一端连接待测试试品正极；所述第二开关S2的一端连接待测试试品负极。

进一步的，所述待测试试品包括个MMC半桥子模块和水冷散热器，所述MMC半桥子模块包括由IGBT构成的上管和下管，所述水冷散热器包括第一散热器、第二散热器以及第三散热器；所述上管和下管通过第一散热器、第二散热器以及第三散热器进行压接，冷却水从第一散热器下部进入子模块，依次串联经过第二散热器和第三散热器，从第三散热器上部流出。

进一步的，所述待测试试品还包括直流均压电阻、电极和绝热层。

根据本发明的另一个方面，提供了一种如本发明第一个方面所述的柔性直流输电换流阀的热阻测试电路的测试方法，包括步骤：

S1、控制所述水冷散热器的入水量达到额定值，并设定入水温度；

S2、控制所述第一开关S1及MMC半桥子模块中的IGBT导通；控制所述第二开关S2关断；

S3、启动所述直流电流源，向所述待测试试品注入加热电流；

S4、启动源表，向所述待测试试品注入小电流；

S5、维持第一预定时间，当进出水温升变化小于预设温差阈值时，记录散热器温度、水冷条件、加热功率；

S6、在t0时刻控制所述第二开关S2导通，采用所述源表对待测试试品进行压降录波；