[實用新型]一種柔性直流輸電系統用換流閥功率模塊旁路結構

有效

• 申請號: 201820208511.6
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN208078888U
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 茍銳鋒;楊曉平;孫小平;陳荷;王何飛;王小康;李喆
• 申請（專利權）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 楊博

本實用新型公開了一種柔性直流輸電系統用換流閥功率模塊旁路結構，包括電子旁路、機械旁路和物理旁路；電子旁路為功率模塊內部主功率器件，功率單元換流閥橋臂電流導向電子旁路；機械旁路和物理旁路均連接在功率模塊兩個輸出節點之間，功率單元換流閥橋臂電流導向機械旁路和物理旁路。解決了現有柔性直流輸電換流閥的機械旁路時間長，機械旁路失敗后系統跳閘或者系統炸機的風險。

技術領域

本實用新型屬于柔性直流輸電技術領域；具體涉及一種柔性直流輸電系統用換流閥功率模塊旁路結構。

背景技術

目前大多數柔性直流輸電換流閥功率單元在故障后，依靠連接在功率單元輸出端口的機械旁路開關快速合閘，將故障模塊隔離，對機械旁路的合閘時間需求苛刻，特別是隨著換流閥容量的提升，大大增加了機械旁路開關的制造難度。在等待機械旁路的動作時大電流灌入系統，電容電壓快速上升，容易損壞部件，另外在功率單元機械旁路失效后，大多數系統采用了申請系統跳閘的策略，大大減弱了系統運行的穩定性。

實用新型內容

本實用新型提供了一種柔性直流輸電系統用換流閥功率模塊旁路結構；解決了現有柔性直流輸電換流閥的機械旁路時間長，機械旁路失敗后系統跳閘或者系統炸機的風險。

本實用新型的技術方案是：一種柔性直流輸電系統用換流閥功率模塊旁路結構，包括電子旁路、機械旁路和物理旁路；電子旁路為功率模塊內部主功率器件，功率單元換流閥橋臂電流導向電子旁路；機械旁路和物理旁路均連接在功率模塊兩個輸出節點之間，功率單元換流閥橋臂電流導向機械旁路和物理旁路。

更進一步的，本實用新型的特點還在于：

其中電子旁路連接在換流閥主回路中。

其中物理旁路的導通為：通過觸發、物理過壓或過流擊穿將功率單元換流閥橋臂電流導向物理旁路。

其中電子旁路為全控性功率器件或不控性功率器件。

其中機械旁路為帶輔助回報功能的真空接觸器。

其中物理旁路為晶閥管或IGBT。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：該結構能夠快速隔離故障的功率換流閥單元，當子模塊故障時，觸發電子旁路，將換流閥功率單元故障后，電子旁路能夠快速實現旁路，可以提升旁路時間響應。該裝置無需外配電子旁路，并且電子旁路能夠快速投入降低了換流閥系統對機械旁路的動作時間需求，大大降低了機械旁路的開發難度，特別是在大功率情況下的緩解了大電流灌入系統帶來的電壓快速上升帶來的元部件損壞。物理旁路是在電子旁路、機械旁路均失敗后，投入運行，其功能在雙重旁路失敗下還能保障功率單元可靠切除，將功率單元換流閥橋臂電流導向旁路；實現換流閥系統的繼續運行。解決了現有的機械旁路時間長，機械旁路失敗后系統跳閘或者系統炸機的風險，提高了換流閥運行的可靠性和穩定性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的電壓波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案進一步說明。

本實用新型提供了一種柔性直流輸電系統用換流閥功率模塊旁路結構，如圖1所示，該結構采用功率模塊內部的主功率器件S2和S4實現電子旁路，其中S2和S4為全控性功率器件或不控性功率器件；并且采用功率模塊輸出端口的機械旁路K實現機械旁路，機械旁路為帶輔助回報功能的真空接觸器；采用功率模塊輸出端口的物理旁路S實現物理旁路，物理旁路為晶閥管或IGBT等。

如圖2所示，功率模塊電子旁路能夠保障功率模塊在故障后，迅速退出系統運行，保障故障模塊的故障范圍不會擴散，不會引起模塊電壓超調；即利用電子旁路可以快速隔離故障的功率換流閥單元，故障模塊不會因為大電流充入對電容充電，造成當前模塊電壓泵升。