本申請涉及超高壓直流輸電用換流閥電氣試驗技術領域，尤其涉及一種用于測試晶閘管級反向恢復特性的工頻沖擊合成試驗回路。

背景技術：

高壓晶閘管由通態向斷態轉變時，需要經過反向恢復，其本質是基區過剩載流子的消散過程。直流系統正常運行時，換流閥晶閘管在關斷期間承受負向工頻交流電壓。

然而，換流閥晶閘管在恢復過程中極易遭受暫態脈沖的沖擊，例如換流失敗、雷電沖擊、交流網壓擾動均會在晶閘管的兩端產生過電壓，反向恢復過程往往是發生換相失敗或者引發晶閘管失效的脆弱環節。因此，對晶閘管恢復期的電壓耐受能力進行考察顯得尤為重要。

目前，在換流閥出廠前及直流工程運行維護期間，采用換流閥測試設備(VTE)對換流閥組件中的每個晶閘管器件例行測試。然而，VTE測試項目中對于晶閘管器件耐壓特性的考察僅僅包含了晶閘管器件反向阻斷的電壓測試，缺少晶閘管恢復期的電壓耐受能力測試。另外，由于VTE測試技術長期由外國公司掌握，國內目前并沒有可靠的換流閥晶閘管級試驗方法和試驗設備。

技術實現要素：

本申請的目的是為了解決現有VTE測試項目中對于晶閘管器件耐壓特性的考察缺少晶閘管恢復期的電壓耐受能力測試的問題。

為此，本申請提供了一種用于測試晶閘管級反向恢復特性的工頻沖擊合成試驗回路，包括工頻電源模塊、沖擊電源模塊、測量模塊，

所述工頻電源模塊與晶閘管級連接，為晶閘管級提供數百安培以上的工頻電流，模擬晶閘管級的實際運行工況；

所述晶閘管級與所述沖擊電源模塊連接，所述沖擊電源模塊為晶閘管級提供暫態快脈沖；所述測量模塊用于測量晶閘管級的電壓、電流；

所述工頻電源模塊包括高壓直流電源A、充電電阻R₁、儲能電容C₁、電感L、可控型電子開關VT₁；

所述高壓直流電源A通過充電電阻R₁與儲能電容C₁連接，對儲能電容C₁進行充電；

所述儲能電容C₁的輸入端與所述電感L連接，所述儲能電容C₁的輸出端接地；

所述電感L的輸出端與所述可控型電子開關VT₁的集電極連接，所述可控型電子開關VT₁的發射極與所述晶閘管級連接；所述可控型電子開關VT₁用于控制工頻電源模塊的導通和關斷；

所述沖擊電源模塊包括高壓直流電源B、充電電阻R₂、儲能電容C₂、可控型電子開關VT₂、波頭電阻R₃、儲能電容C₃、高壓二極管D；

所述高壓直流電源B通過充電電阻R₂與儲能電容C₂連接，對儲能電容C₂進行充電；

所述儲能電容C₂的輸入端與所述可控型電子開關VT₂的集電極連接，所述儲能電容C₂的輸出端接地；

所述可控型電子開關VT₂的發射極與所述波頭電阻R₃的m端連接；所述可控型電子開關VT₂用于控制沖擊電源模塊的導通和關斷，以便在所述工頻沖擊合成試驗回路中控制沖擊電壓的施加時刻；

所述波頭電阻R₃的n端分別與所述儲能電容C₃、所述高壓二極管D的陽極端連接；所述儲能電容C₃的輸出端接地，所述高壓二極管D的陰極端與所述晶閘管級連接；

所述測量模塊包括分壓器、羅氏線圈，所述分壓器用于測試所述晶閘管級的電壓，所述羅氏線圈用于測量所述晶閘管級的電流。

進一步地，所述工頻電源模塊中儲能電容C₁與電感L形成欠阻尼振蕩，并滿足如下條件：進而為晶閘管提供數百安培以上的工頻電流，可正確模擬換流閥晶閘管級的正常運行工況。

進一步地，所述可控型電子開關VT₁的耐壓值大于所述沖擊電源模塊的峰值電壓，用于為所述工頻電源模塊隔離高壓沖擊電壓。

進一步地，所述沖擊電源模塊中高壓二極管D的耐壓值大于所述儲能電容C₁的標稱電壓，用于為所述沖擊電源模塊隔離工頻電源模塊中儲能電容C₁的充電電壓。

進一步地，所述沖擊電源模塊中儲能電容C₃的電容值小于儲能電容C₂的電容值。

本申請提供的技術方案包括以下有益效果：所述工頻沖擊合成試驗回路，工頻電源模塊可以模擬換流閥晶閘管級的實際運行工況，有效地檢測換流閥晶閘管在實際工作過程中的電壓耐受能力，全面實現對晶閘管器件耐壓特性的考察。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的用于測試晶閘管級反向恢復特性的工頻沖擊合成試驗回路的電路圖。

具體實施方式

此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

換流閥晶閘管在恢復過程中極易遭受暫態脈沖的沖擊，例如換流失敗、雷電沖擊、交流網壓擾動均會在晶閘管的兩端產生過電壓，反向恢復過程往往是發生換相失敗或者引發晶閘管失效的脆弱環節。因此，對晶閘管恢復期的電壓耐受能力進行考察顯得尤為重要。目前，在換流閥出廠前及直流工程運行維護期間，采用換流閥測試設備(VTE)對換流閥組件中的每個晶閘管器件例行測試。然而，VTE測試項目中對于晶閘管器件耐壓特性的考察僅僅包含了晶閘管器件反向阻斷的電壓測試，缺少晶閘管恢復期的電壓耐受能力測試。另外，由于VTE測試技術長期由外國公司掌握，國內目前并沒有可靠的換流閥晶閘管級試驗方法和試驗設備。

本申請提供的技術方案，包括工頻電源模塊、沖擊電源模塊、測量模塊，所述工頻電源模塊與晶閘管級連接，所述晶閘管級與所述沖擊電源模塊連接，所述測量模塊用于測量晶閘管級的電壓、電流。所述工頻沖擊合成試驗回路，工頻電源模塊可以模擬換流閥晶閘管級的實際運行工況，有效地檢測換流閥晶閘管在實際工作過程中的電壓耐受能力，全面實現對晶閘管器件耐壓特性的考察。

為進一步闡述本申請達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本申請的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

參見圖1所示，為本申請提供的一種用于測試晶閘管級反向恢復特性的工頻沖擊合成試驗回路的電路圖，包括工頻電源模塊、沖擊電源模塊、測量模塊，

所述工頻電源模塊與晶閘管級連接，為晶閘管級提供數百安培以上的工頻電流，模擬晶閘管級的實際運行工況；

所述晶閘管級與所述沖擊電源模塊連接，所述沖擊電源模塊為晶閘管級提供暫態快脈沖；所述測量模塊用于測量晶閘管級的電壓、電流；

所述工頻電源模塊通過LC振蕩回路產生工頻電流，包括高壓直流電源A、充電電阻R₁、儲能電容C₁、放電電感L、可控型電子開關VT₁；

所述高壓直流電源A通過充電電阻R₁與儲能電容C₁連接，對儲能電容C₁進行充電；

所述儲能電容C₁的輸入端與所述放電電感L連接，所述儲能電容C₁的輸出端接地；

所述電感L的輸出端與所述可控型電子開關VT₁的集電極連接，所述可控型電子開關VT₁的發射極與所述晶閘管級連接；所述可控型電子開關VT₁用于控制工頻電源模塊的導通和關斷；

進一步地，所述工頻電源模塊中儲能電容C₁與電感L形成欠阻尼振蕩，并滿足如下條件：進而為晶閘管提供數百安培以上的工頻電流，可正確模擬換流閥晶閘管級的正常運行工況。

所述沖擊電源模塊包括高壓直流電源B、充電電阻R₂、儲能電容C₂、可控型電子開關VT₂、波頭電阻R₃、儲能電容C₃、高壓二極管D；

所述高壓直流電源B通過充電電阻R₂與儲能電容C₂連接，對儲能電容C₂進行充電；

所述儲能電容C₂的輸入端與所述可控型電子開關VT₂的集電極連接，所述儲能電容C₂的輸出端接地；

所述可控型電子開關VT₂的發射極與所述波頭電阻R₃的m端連接；所述可控型電子開關VT₂用于控制沖擊電源模塊的導通和關斷，以便在所述工頻沖擊合成試驗回路中控制沖擊電壓的施加時刻；

所述波頭電阻R₃的n端分別與所述儲能電容C₃、所述高壓二極管D的陽極端連接；所述儲能電容C₃的輸出端接地，所述高壓二極管D的陰極端與所述晶閘管級連接；

所述測量模塊包括分壓器、羅氏線圈，所述分壓器用于測試所述晶閘管級的電壓，所述羅氏線圈用于測量所述晶閘管級的電流。

進一步地，所述可控型電子開關VT₁的耐壓值大于所述沖擊電源模塊的峰值電壓，用于為所述工頻電源模塊隔離高壓沖擊電壓。

進一步地，所述沖擊電源模塊中高壓二極管D的耐壓值大于所述儲能電容C₁的標稱電壓，用于為所述沖擊電源模塊隔離工頻電源模塊中儲能電容C₁的充電電壓。

進一步地，所述沖擊電源模塊中儲能電容C₃的電容值小于儲能電容C₂的儲能值。

本申請提供的工頻沖擊合成試驗回路，工頻電源模塊可以模擬換流閥晶閘管級的實際運行工況，有效地檢測換流閥晶閘管在實際工作過程中的電壓耐受能力，全面實現對晶閘管器件耐壓特性的考察。

以上所述僅是本申請的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

應當理解的是，本申請并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本申請的范圍僅由所附的權利要求來限制。