本發(fā)明涉及電力檢測，并且更具體地，涉及一種直流支撐電容器自愈性能的測試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、直流支撐電容器，又稱dc-link電容器，其應(yīng)用于柔性直流輸電中主要是吸收來自于逆變器向dc-link索取的高幅值脈動電流，阻止其在dc-link的阻抗上產(chǎn)生高幅值脈動電壓，使逆變器端的電源電壓波動保持在允許范圍；同時防止來自于dc-link的電壓過沖和瞬時過電壓對逆變器的影響。近年來，采用金屬化薄膜的高壓自愈式電容器以其優(yōu)越的電性能在dc-link應(yīng)用場合得到了廣泛的應(yīng)用。

2、高壓自愈式電容器與常規(guī)的全膜電容器的主要區(qū)別在于其電極很薄，薄的金屬化電極使其具有了自愈特性。高壓自愈式電容器以有機薄膜作為儲能介質(zhì)，由于膜在生產(chǎn)過程中不可避免的帶有缺陷或雜質(zhì)，使得這些區(qū)域的耐電強度低于周圍的耐電強度，這些區(qū)域被稱之為電弱點。

3、隨著外施電壓的升高，電弱點處的薄膜會首先擊穿，形成短路點，與故障元件相并聯(lián)的其他完好元件以及故障元件自身儲存的能量都會經(jīng)擊穿點產(chǎn)生放電，形成放電通道。由于高壓自愈式電容器電極很薄，短路擊穿電流引起局部的高溫使擊穿點處的薄金屬層迅速蒸發(fā)、向外擴(kuò)散并使絕緣恢復(fù)，因此局部擊穿不會影響到整個電容器，這一過程稱為“自愈”(如圖1所示)。自愈成功后的電容器又能繼續(xù)可靠工作。高壓自愈式電容器的自愈特性在很大程度上防止了由于單個電弱點擊穿引起的電容器失效，大大延長了電容器的使用壽命。

4、在高壓自愈式電容器設(shè)計中，自愈性能是重要的技術(shù)指標(biāo)，它與金屬化電極的結(jié)構(gòu)類型、材料的成分及元件的工作電壓密切相關(guān)，是否具有優(yōu)良自愈性能是高壓自愈式電容器運行是否可靠的關(guān)鍵。目前直流支撐電容器自愈性能一般通過施加電壓檢測電流的方法檢測，靈敏度較差，且只能檢測電容器元件是否具備自愈能力，無法對自愈性能的優(yōu)劣進(jìn)行判斷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明，提供了一種直流支撐電容器自愈性能的測試方法及系統(tǒng)，以解決目前直流支撐電容器自愈性能一般通過施加電壓檢測電流的方法檢測，靈敏度較差，且只能檢測電容器元件是否具備自愈能力，無法對自愈性能的優(yōu)劣進(jìn)行判斷的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種直流支撐電容器自愈性能的測試方法，包括：

3、確定檢驗直流支撐電容器自愈性能的試驗系統(tǒng)；

4、基于所述試驗系統(tǒng)，通過直流電源給待測直流支撐電容器端子間充電，控制充電電流使待測直流支撐電容器端子間直流電壓按照一定的階梯增大；

5、在各電壓階梯時間內(nèi)通過超聲探頭監(jiān)測待測直流支撐電容器是否發(fā)生自愈；

6、通過泄能電阻對待測直流支撐電容器端子間進(jìn)行放電，使直流支撐電容器端子間的電壓下降至零。

7、可選地，確定檢驗直流支撐電容器自愈性能的試驗系統(tǒng)，包括：

8、所述試驗系統(tǒng)包括直流電源、電力電子整流器件、保護(hù)電阻、待測直流支撐電容器、超聲探頭、放電電阻、接地、超聲局放測量裝置；

9、在試驗前校正超聲局放測量裝置的觸發(fā)值。

10、可選地，還包括：

11、將待測直流支撐電容器置于烘箱中加熱，至通體溫度達(dá)到預(yù)定溫度。

12、可選地，還包括：

13、增大超聲局放測量裝置的觸發(fā)值，使在未加壓情況下超聲局放測量裝置不監(jiān)測到觸發(fā)信號。

14、可選地，基于所述試驗系統(tǒng)，通過直流電源給待測直流支撐電容器端子間充電，控制充電電流使待測直流支撐電容器端子間直流電壓按照一定的階梯增大，包括：

15、在待測直流支撐電容器端子間施加第一額定直流電壓的直流電壓，持續(xù)第一預(yù)定時間，通過超聲探頭測量第一自愈次數(shù)；

16、在待測直流支撐電容器端子間施加第二額定直流電壓的直流電壓，持續(xù)第二預(yù)定時間，通過超聲探頭測量第二自愈次數(shù)；

17、若在此期間發(fā)生的自愈少于預(yù)定次數(shù)，則緩慢升高電壓直到從試驗開始起發(fā)生預(yù)定次數(shù)自愈為止，并記錄此時的電壓值，或直到電壓達(dá)到預(yù)定電壓為止，如果電壓達(dá)到預(yù)定電壓時，發(fā)生的自愈仍少于預(yù)定次數(shù)，且試驗時間超過第二預(yù)定時間，試驗結(jié)束。

18、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種直流支撐電容器自愈性能的測試系統(tǒng)，包括：

19、確定試驗系統(tǒng)模塊，用于確定檢驗直流支撐電容器自愈性能的試驗系統(tǒng)；

20、電容器充電模塊，用于基于所述試驗系統(tǒng)，通過直流電源給待測直流支撐電容器端子間充電，控制充電電流使待測直流支撐電容器端子間直流電壓按照一定的階梯增大；

21、電容器監(jiān)測模塊，用于在各電壓階梯時間內(nèi)通過超聲探頭監(jiān)測待測直流支撐電容器是否發(fā)生自愈；

22、電容器放電模塊，用于通過泄能電阻對待測直流支撐電容器端子間進(jìn)行放電，使直流支撐電容器端子間的電壓下降至零。

23、可選地，確定試驗系統(tǒng)模塊，包括：

24、所述試驗系統(tǒng)包括直流電源、電力電子整流器件、保護(hù)電阻、待測直流支撐電容器、超聲探頭、放電電阻、接地、超聲局放測量裝置；

25、校正觸發(fā)值子模塊，用于在試驗前校正超聲局放測量裝置的觸發(fā)值。

26、可選地，還包括：

27、加熱烘箱模塊，用于將待測直流支撐電容器置于烘箱中加熱，至通體溫度達(dá)到預(yù)定溫度。

28、可選地，還包括：

29、校正觸發(fā)值模塊，用于增大超聲局放測量裝置的觸發(fā)值，使在未加壓情況下超聲局放測量裝置不監(jiān)測到觸發(fā)信號。

30、可選地，電容器充電模塊，

31、測量第一自愈次數(shù)子模塊，用于在待測直流支撐電容器端子間施加第一額定直流電壓的直流電壓，持續(xù)第一預(yù)定時間，通過超聲探頭測量第一自愈次數(shù)；

32、測量第二自愈次數(shù)子模塊，用于在待測直流支撐電容器端子間施加第二額定直流電壓的直流電壓，持續(xù)第二預(yù)定時間，通過超聲探頭測量第二自愈次數(shù)；

33、記錄電壓值子模塊，用于若在此期間發(fā)生的自愈少于預(yù)定次數(shù)，則緩慢升高電壓直到從試驗開始起發(fā)生預(yù)定次數(shù)自愈為止，并記錄此時的電壓值，或直到電壓達(dá)到預(yù)定電壓為止，如果電壓達(dá)到預(yù)定電壓時，發(fā)生的自愈仍少于預(yù)定次數(shù)，且試驗時間超過第二預(yù)定時間，試驗結(jié)束。

34、從而，利用直流電源對直流支撐電容器端子間施加一定階梯的直流電壓進(jìn)行充電，實現(xiàn)在試驗條件下對直流支撐電容器自愈能量進(jìn)行測量，并對自愈性能優(yōu)劣進(jìn)行判斷。解決了目前通過施加電壓檢測電流的方法檢測直流支撐電容器自愈性能靈敏度較差，且只能檢測電容器元件是否具備自愈能力，無法對自愈性能的優(yōu)劣進(jìn)行判斷的問題。

技術(shù)特征：

1.一種直流支撐電容器自愈性能的測試方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定檢驗直流支撐電容器自愈性能的試驗系統(tǒng)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述試驗系統(tǒng)，通過直流電源給待測直流支撐電容器端子間充電，控制充電電流使待測直流支撐電容器端子間直流電壓按照一定的階梯增大，包括：

6.一種直流支撐電容器自愈性能的測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，確定試驗系統(tǒng)模塊，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，電容器充電模塊，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種直流支撐電容器自愈性能的測試方法及系統(tǒng)，其中，該方法包括：確定檢驗直流支撐電容器自愈性能的試驗系統(tǒng)；基于所述試驗系統(tǒng)，通過直流電源給待測直流支撐電容器端子間充電，控制充電電流使待測直流支撐電容器端子間直流電壓按照一定的階梯增大；在各電壓階梯時間內(nèi)通過超聲探頭監(jiān)測待測直流支撐電容器是否發(fā)生自愈；通過泄能電阻對待測直流支撐電容器端子間進(jìn)行放電，使直流支撐電容器端子間的電壓下降至零。從而，利用直流電源對直流支撐電容器端子間施加一定階梯的直流電壓進(jìn)行充電，實現(xiàn)在試驗條件下對直流支撐電容器自愈能量進(jìn)行測量，并對自愈性能優(yōu)劣進(jìn)行判斷。

技術(shù)研發(fā)人員：黃想,國江,林浩,許夢伊,徐陽,姜勝寶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電力科學(xué)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30