16核电无刷励磁系统灭磁电阻特性离线测试技术臧卫平

11哈尔滨慧拓科技有限公司一种创新的碳化硅灭磁电阻特性离线测试方法发言人：臧卫平22哈尔滨慧拓科技有限公司测试技术现状SiC非线性灭磁电阻在我国发电行业的应用已经相当普遍，其特性及其受到多次灭磁能量冲击后可能发生的特性改变近年来受到广泛的关注。但对其特性进行测定的方法却一直不如人意，缺乏一种能大面积推广的简便实用的测试技术。国内已知的测试方法主要有两种：•一种是大能容电感放电测试法。该方法是将与发电机转子磁能相当的能量贮存在一只大能容电感中，然后对SiC电阻组件进行放电，其优点是能量大，能测试SiC电阻的温升特性，考验元件的极限能力，缺点是需要大的场地空间及大功率电源，只能在专门建设的实验室中实施，测试成本高、周期长，实施过程中的组件拆装、运输等各个环节给用户带来了较重的组织、管理负担。此外，该方法的可复制性较差，不便于推广普及。•另一种是在线监测法。该方法是在现场灭磁屏中加装传感器及数据采集记录装置，实际灭磁发生后，分析记录的数据可获得组件的伏安特性、均能特性、温升特性等很多有用的信息，是一种一劳永逸的实用测试方法。但是，该方法在实施过程中需要在一定范围内改变灭磁屏柜的内部结构，现场考察、设计、协调、系统安装等任务的工作量较大，用户对系统长期在线工作的可靠性、安全性、后期维护负担等方面存在一定的疑虑，这些问题限制了这一方法的推广。33哈尔滨慧拓科技有限公司离线测试设想不难看出，前文所述的方法在实施灵活性方面均存在不同程度的欠缺，因此，寻求更少受外部条件限制的、更简便的离线测试方法应该是我们的努力方向。新方法的功能定位：•装置用市电供电，以低能量的方式获取组件的伏安特性，主要目的是核对组件参数、了解不同组件的匹配程度、通过历史数据对比掌握每一组件特性的变化情况。•测试装置应具备便携性。•不考虑组件温升特性的测试，这是便携低功耗离线测试装置不可能完成的任务。44哈尔滨慧拓科技有限公司任务分析及基本方案的确定与氧化锌灭磁元件不同，SiC电阻的V/I曲线转折平缓，低电压时电流较大，完成一个常规工作点的电压、电流采集需要很大的电源功率，以6298组件为例，按制造厂M&I提供的V/I特性函数，U=400V时I=440A，该点的测试功率达176kW,这是常规电源无法承受的，所谓SiC电阻特性难测的认识也是基于这一事实。研究发现，电感、电容等储能元件在电能传递及释放过程中发挥着关键作用，品质良好的电感或电容均能以高功率密度的方式在很短的时间内释放磁能或电能，而且二者的储能过程可以采用低功率、慢速度的方式，便于实现测试装置的低功耗。由此，决定采用二者之一作为放电电源55哈尔滨慧拓科技有限公司放电原件的最终确定对比发现，在电容上建立并保持一个较高的电压比在电感中建立并保持一个较大的电流更容易，且能耗小很多。经验表明使用电容比使用电感更安全。基于上述原因，决定选择电容器作为装置的储能放电元件。典型应用案例：照相机闪光灯。66哈尔滨慧拓科技有限公司实现装置小型化的措施在保证测量精度的前提下选择尽可能高的采集速率可有效减少采集时间，降低对放电能量的需求，减小电容器的体积，达到仪器小型化的目的。77哈尔滨慧拓科技有限公司测试原理框图88哈尔滨慧拓科技有限公司方案面临的挑战高速采集条件下的精度控制问题高电压、大电流快速放电的电磁干扰问题无滤波条件下的噪声控制问题99哈尔滨慧拓科技有限公司HNRM-10测试装置正面1010哈尔滨慧拓科技有限公司HNRM-10测试装置背面1111哈尔滨慧拓科技有限公司仪器功能指标Ⅰ•充电电压设值:：最高799V•推荐最大放电电流：500A•单次放电能量：＜90J•放电时间：＜25ms•数据记录频率：100kHz•同步记录通道：电压、电流各一路1212哈尔滨慧拓科技有限公司仪器功能指标Ⅱ•电压测量准确度：0.2%（计量基准电压800V）•电阻测量准确度：0.5%（计量基准电流500A）•V/A特性参数计算误差：＜1.5%（条件：U/I≥1Ω，I≥20A，U≥40V）•具有短路报警、闭锁及电流限制功能，报警动作阀值：约5Ω•电源：220V.AC（或220V.DC)，50Hz，功耗＜50W•机箱尺寸：448（宽）×223（高）×350（深）1313哈尔滨慧拓科技有限公司HNRM-10测试仪功能特征操作简便测试效率高，单次放电即可获得完整的V/I曲线低能量测试，可重复多次，不会引起组件升温安全性高测试准确度较高1414哈尔滨慧拓科技有限公司实验室记录波形(6298组件测得)1515哈尔滨慧拓科技有限公司U/I曲线及参数计算结果(6298组件测得)1616哈尔滨慧拓科技有限公司对数曲线界面1717哈尔滨慧拓科技有限公司大亚湾核电实测波形(C21组件)1818哈尔滨慧拓科技有限公司大亚湾核电实测U/I曲线及参数(C21组件)1919哈尔滨慧拓科技有限公司6298组件U/I特性数据比较界面2020哈尔滨慧拓科技有限公司