[發(fā)明專利]一種模塊化多電平換流器的子模塊及其保護(hù)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911425115.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111030493B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任成林;夏克鵬;韓坤;姚釗;范彩云;胡四全;胡雨龍;周競(jìng)宇;宋建勇;王宇丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司;許繼集團(tuán)有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M1/32;H02J3/36
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 李清凡

本發(fā)明涉及一種模塊化多電平換流器的子模塊及其保護(hù)電路，屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。保護(hù)電路包括：晶閘管，用于并聯(lián)在子模塊的兩端；晶閘管觸發(fā)電路，包括檢測(cè)單元、可控開關(guān)、BOD單元和分壓?jiǎn)卧粰z測(cè)單元用于檢測(cè)子模塊取能電源是否故障；分壓?jiǎn)卧cBOD單元串聯(lián)后連接晶閘管的門極；可控開關(guān)與分壓?jiǎn)卧⒙?lián)；可控開關(guān)受控于檢測(cè)單元，用于在檢測(cè)單元檢測(cè)到子模塊取能電源故障情況下旁路分壓?jiǎn)卧籅OD單元用于在檢測(cè)單元檢測(cè)到子模塊取能電源故障情況下?lián)舸瑸榫чl管提供觸發(fā)電流，導(dǎo)通晶閘管。本發(fā)明基于構(gòu)建的保護(hù)電路，可以在子模塊取能電源故障情況下導(dǎo)通晶閘管，將故障子模塊旁路，避免對(duì)輸電系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模塊化多電平換流器的子模塊及其保護(hù)電路，屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，基于模塊化多電平換流器的直流輸電系統(tǒng)得到快速發(fā)展。模塊化多電平換流器由成千上萬(wàn)個(gè)子模塊構(gòu)成，當(dāng)任一個(gè)子模塊出現(xiàn)“黑模塊”(黑模塊即子模塊無(wú)法正常取電)故障時(shí)，故障子模塊所在橋臂形成開路，造成系統(tǒng)三相橋臂電流不平衡；且橋臂電流會(huì)經(jīng)過(guò)IGBT反并聯(lián)二極管向故障子模塊直流支撐電容充電，如果此時(shí)輸電系統(tǒng)不跳閘，會(huì)引起電容過(guò)壓、IGBT擊穿，甚至子模塊著火，對(duì)整個(gè)輸電系統(tǒng)造成的后果不堪設(shè)想。

為了防止此類事故發(fā)生，現(xiàn)在通用做法是閉鎖所有子模塊，并要求系統(tǒng)跳閘，對(duì)直流輸電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行影響巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化多電平換流器的子模塊及其保護(hù)電路，以解決現(xiàn)有子模塊無(wú)法正常取電情況對(duì)輸電系統(tǒng)的影響大的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種用于模塊化多電平換流器“黑模塊”的子模塊保護(hù)電路，包括：

晶閘管，用于并聯(lián)在子模塊的兩端；

晶閘管觸發(fā)電路，包括檢測(cè)單元、可控開關(guān)、BOD單元和分壓?jiǎn)卧?/p>

所述檢測(cè)單元用于檢測(cè)子模塊取能電源是否故障；

所述分壓?jiǎn)卧cBOD單元串聯(lián)后連接晶閘管的門極；

所述可控開關(guān)與所述分壓?jiǎn)卧⒙?lián)；

所述可控開關(guān)受控于所述檢測(cè)單元，用于在檢測(cè)單元檢測(cè)到子模塊取能電源故障情況下旁路所述分壓?jiǎn)卧?/p>

BOD單元用于在檢測(cè)單元檢測(cè)到子模塊取能電源故障情況下?lián)舸瑸樗鼍чl管提供觸發(fā)電流，導(dǎo)通晶閘管。

有益效果是：基于構(gòu)建的保護(hù)電路，檢測(cè)單元能夠檢測(cè)子模塊取能電源是否故障，并在子模塊取能電源故障情況下分壓?jiǎn)卧cBOD單元共同作用為晶閘管門極提供觸發(fā)電流，導(dǎo)通晶閘管，將故障子模塊旁路，避免故障子模塊對(duì)輸電系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)單元包括檢測(cè)端和輸出端，檢測(cè)端用于連接子模塊取能電源；輸出端連接所述可控開關(guān)。

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)單元包括光耦，所述檢測(cè)端為光耦的原邊，輸出端為光耦副邊。

進(jìn)一步的，所述可控開關(guān)為IGBT，光耦副邊連接IGBT的門極，用于為IGBT提供觸發(fā)電壓。

進(jìn)一步的，所述分壓?jiǎn)卧ǖ诙舸┒O管(BOD2)。

進(jìn)一步的，所述分壓?jiǎn)卧€包括第二電阻(R22)，第二擊穿二極管(BOD2)和第二電阻(R22)并聯(lián)；

所述BOD單元包括第一擊穿二極管(BOD1)和第一電阻(R21)，第一擊穿二極管(BOD1)和第一電阻(R21)并聯(lián)。

另外，本發(fā)明還提出了一種模塊化多電平換流器的子模塊，包括子模塊保護(hù)電路，所述子模塊保護(hù)電路包括：

晶閘管，用于并聯(lián)在子模塊的兩端；