[发明专利]级联型变流器电容器工况模拟的可靠性测试系统及方法

说明书

本发明提供了一种级联型变流器电容器工况模拟的可靠性测试系统及测试方法，其中：工况电流加载器接受电流控制器生成的控制信号对被测电容器施加工况电压；工况电压加载器接受电压控制器生成的控制信号对被测电容器施加工况电压；电流滤波器滤除工况电流的高频谐波分量；温湿度加载器对待测电容器施加外部环境温度和湿度工况；脉冲放电电路对待测电容器进行过电流放电。本发明能实现对被测电容器施加基于级联型变流器的电容器的电热工况模拟试验，以及现行国家标准规定的恒定过电压、重复过电流试验，同时能够实现对待测电容器的容值和热点温度的在线监测，极大提高了电容器可靠性测试的效率、准确性和经济性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体的，涉及一种级联型变流器电容器工况 模拟的可靠性测试系统及方法。

背景技术

现行的电容器加速老化测试标准有以下两种方法：

1、国家标准GB/T 12727.2交流电力系统用自愈式并联电容器第2部分：老 化试验、自愈性试验和破坏试验，该试验方法基于恒定的过电压应力和重复过电 流冲击，被测电容器特性参数改变值不超过初始值的规定范围。

2、国际电工委员会标准IEC 61071电力电子电容器老化试验方法，该方法 同样基于恒定的过电压和重复过电流冲击，以被测电容器特性参数改变值与初始 值的比值不超过规定值为判定标准。

以上关于电容器的测试标准，测试条件均为额定最高温度过压运行固定时间 加脉冲放电电流冲击，以容值损失为判定标准。但随着高压直流输电和新能源汽 车等新型电力电子应用场景的兴起，电力电子系统中的电容器所承受的实际工况 普遍为高频大电流，高幅值波动电压及高环境温度湿度。而传统的测试标准主要 针对电容器在短时过应力下的极端工况进行可靠性测试，将导致依据标准得到的 测试结果与电容器的实际应用情况产生偏差。

因此，需要一种新型、可靠的测试系统及方法既能准确实现被测电容器在实 际电力电子系统中的复杂工况测试，也能实施过电压、过电流的极端工况测试， 并对电容器的相关可靠性指标进行监测，以提高测试效率及测试结果可靠性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种级联型变流器电容器工况 模拟的可靠性测试系统及测试方法；

第一方面，本发明提供一种级联型变流器电容器工况模拟的可靠性测试系统， 所述工况模拟包括稳态运行和/或动态运行下的电流工况、电压工况；所述测试 系统包括：

电压控制器，生成工况电压加载器的控制信号；

电流控制器，生成工况电流加载器的控制信号；

电流滤波器，用于滤除工况电流的高频谐波分量；

工况电流加载器，接受所述电流控制器的控制信号并通过所述电流滤波器生 成流经被测电容器的工况电流；

工况电压加载器，接受所述电压控制器的控制信号对被测电容器施加工况电 压；

直流供电装置，与所述工况电流加载器直流端并联，为测试系统提供电能。

可选地，所述工况模拟还包括外部环境温度工况和/或外部环境湿度工况； 对应的，所述测试系统还包括：温湿度加载器，所述温湿度加载器的腔体内放置 待测电容器，为所述待测电容器提供工况温度和/或工况湿度。

可选地，所述测试系统还包括：脉冲放电电路，与所述被测电容器连接，对 已充电的所述被测电容器进行重复过电流放电测试。

可选地，所述工况电流加载器为可变结构的多级级联桥式变流器电路，根据 工况电流加载器的直流供电需求和输出电平数需求，通过改变端口连接方式使得 桥式变流器切换为全桥电路或半桥电路任一种，同时，多级级联桥式变流器选用 单级或多级桥式变流器组成级联结构。