计及金属化膜电容器失效的MMC换流阀组件可靠性评估

换流阀组件的可靠性直接影响模块化多电平换流器(MMC)装备的运行安全，现有对换流阀组件可靠性评估大都忽略了电容器失效的影响，提出计及金属化膜电容器腐蚀失效的MMC换流阀组件可靠性评估方法。首先，基于实际电容器结构和材料属性，建立了金属化膜电容器的温度场模型，并对其温度分布规律进行比较验证。其次，在分析金属化膜电容器失效模式的基础上，以腐蚀失效为例，考虑电压和温度加速因子的影响，建立了金属化膜电容器的故障率模型。最后，结合焊接式绝缘栅双极型晶体管(IGBT)故障率模型，提出了计及金属化膜电容器失效的换流阀组件可靠性评估模型，对MMC换流阀的整流与逆变工况进行故障率计算和对比。结果表明:提出的模型可以较好地评估换流阀组件不同运行工况下的可靠性，电容器失效对MMC换流阀组件可靠性影响较为明显，逆变工况下组件的故障率明显高于整流运行工况