[發(fā)明專利]具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010809714.2
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111682788B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董闊軍;董建軍;張金誠;陳斌;呂洪偉;陳武;陳錚
• 申請（專利權(quán)）人: 山東晨宇電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02H7/125
• 代理公司: 山東華君知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37300
• 代理人: 李艷

1.具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：包括模塊化多電平換流器，模塊化多電平換流器包括A相上橋臂、A相下橋臂、B相上橋臂、B相下橋臂、C相上橋臂和C相下橋臂，A相上橋臂、A相下橋臂、B相上橋臂、B相下橋臂、C相上橋臂和C相下橋臂均包括電感和若干串聯(lián)的半橋子模塊HB；

所述模塊化多電平換流器還包括斷流支路，斷流支路用于轉(zhuǎn)移正極直流線路的故障電流；

所述模塊化多電平換流器還包括能量吸收支路，能量吸收支路用于吸收平波電抗器和線路電感中所儲存故障能量；

所述模塊化多電平換流器還包括橋臂阻斷支路，橋臂阻斷支路用于接收轉(zhuǎn)移的正極直流線路故障電流，并在故障阻斷過程中吸收C相上橋臂和C相下橋臂電感中殘余的故障能量；

所述斷流支路是由一個絕緣柵雙極型晶體管IGBT和若干個雙向晶閘管組串聯(lián)組成，其中雙向晶閘管是由兩個單向晶閘管反并聯(lián)而成；

所述C相下橋臂還包括若干個串聯(lián)的全橋子模塊FB，能量吸收支路由二極管組和C相下橋臂的全橋子模塊組成；

所述橋臂阻斷支路由反向串聯(lián)的絕緣柵雙極型晶體管IGBT和金屬性氧化物避雷器并聯(lián)組成。

2.如權(quán)利要求1所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述模塊化多電平換流器的直流出口連接有平波電抗器，斷流支路設(shè)置在直流出口與平波電抗器之間。

3.如權(quán)利要求2所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述二極管組由若干個二極管串聯(lián)而成，二極管組的陰極與斷流支路和平波電抗器的公共端相連，二極管組的陽極與串聯(lián)的全橋子模塊的正極端相連。

4.如權(quán)利要求1所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述串聯(lián)的全橋子模塊的正極端與串聯(lián)的半橋子模塊的負(fù)極端相連，串聯(lián)的全橋子模塊的負(fù)極端與直流線路負(fù)極相連。

5.如權(quán)利要求1所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述橋臂阻斷支路并聯(lián)在C相上橋臂和C相下橋臂的電感上。

6.如權(quán)利要求1所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述全橋子模塊的數(shù)量由所需故障清除時間和保證交流側(cè)不饋流兩方面進(jìn)行約束。

7.如權(quán)利要求1所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述模塊化多電平換流器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，斷流支路中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT導(dǎo)通，斷流支路中的雙向晶閘管組也都被觸發(fā)導(dǎo)通，斷流支路處于閉合狀態(tài)；橋臂阻斷支路中絕緣柵雙極型晶體管IGBT均關(guān)斷，橋臂阻斷支路處于斷路狀態(tài)；能量吸收支路中二極管組因?yàn)槌惺芊磯憾聪蚪刂?，能量吸收支路也處于斷路狀態(tài)；同時C相下橋臂中的全橋子模塊工作在熱備用運(yùn)行方式下，即模塊化多電平換流器正常運(yùn)行時，全橋子模塊被旁路，模塊化多電平換流器閉鎖后便投入全橋子模塊。

8.如權(quán)利要求1所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述模塊化多電平換流器在發(fā)生直流線路故障時，閉鎖A相上橋臂、A相下橋臂、B相上橋臂和B相下橋臂的半橋子模塊并且將C相上橋臂和C相下橋臂中的半橋子模塊置于旁路狀態(tài)，直流出口的電壓被鉗位在零電位，同時關(guān)斷斷流支路中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT和導(dǎo)通橋臂阻斷支路中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT，主動轉(zhuǎn)移故障電流。

9.如權(quán)利要求8所述的具有故障阻斷能力的電流主動轉(zhuǎn)移型MMC電力電子變壓器，其特征在于：所述模塊化多電平換流器的故障電流轉(zhuǎn)移結(jié)束后，關(guān)斷斷流支路中的雙向晶閘管組，當(dāng)雙向晶閘管組關(guān)斷后，再閉合斷流支路中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT以保證絕緣柵雙極型晶體管IGBT和雙向晶閘管組間的均壓；然后再閉鎖C相上橋臂和C相下橋臂的所有子模塊，利用半橋子模塊中的電容和避雷器吸收換流器內(nèi)部故障能量，利用能量吸收支路的全橋子模塊中的電容吸收線路側(cè)平波電抗器和線路電感上儲存的能量。