一種強迫換相橋路的製作方法
2023-05-26 02:54:51 1
一種強迫換相橋路的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種強迫換相橋路，換相橋路的一相半橋臂包括並聯連接的兩個晶閘管串；晶閘管串包括串聯連接的2N個晶閘管，N至少為1；兩個晶閘管串的中點通過一個電容相連，電容分別將晶閘管串分為對稱的兩段晶閘管串。和現有技術相比，本發明提供的一種強迫換相橋路，適用於傳統高壓直流輸電中，不僅可以實現故障情況下晶閘管的可靠關斷，而且在換流閥正常工作時電容器不投入使用，因此不會產生大量諧波，延長電容使用壽命；且在不需要外部電源的情況下，能夠實現電容自充電。
【專利說明】一種強迫換相橋路
【技術領域】
[0001]本發明涉及輸配電【技術領域】，具體涉及一種強迫換相橋路。
【背景技術】
[0002]傳統高壓直流輸電的一相半橋臂由若干晶閘管串聯組成，正常情況下串聯晶閘管在觸發信號的作用下可同時導通關斷；故障情況下當兩個橋臂之間換相結束後，剛退出導通的閥在反向電壓作用的一段時間內，如果未能恢復阻斷能力，或者在反向電壓期間換相過程一直未能進行完畢，均會導致閥電壓轉變為正向時被換相的閥都將向原來預定退出導通的閥倒換相，則會發生換相失敗。
[0003]強迫換相主要採用換流電容充放電的方法，向需要關斷的晶閘管施加反壓，以實現換流。現有技術中強迫換相電路主要包括串聯電感式電壓源型逆變器和串聯二極體式電流型逆變器，雖然這兩種逆變器拓撲結構均可以實現故障情況下晶閘管的可靠關斷，但是由於強迫換相中的電容時刻都在投入運行，使得換流閥正常工作時產生大量諧波，同時隨著直流輸電的電壓等級不斷提高，接入輸配電系統中的電容體積以及造價都會很高。
[0004]因此，提供一種能夠顯著減少換流閥工作諧波，延長電容使用壽命的強迫換相電路顯得尤為重要。
【發明內容】
[0005]為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種強迫換相橋路，所述換相橋路的一相半橋臂包括並聯連接的兩個晶閘管串；所述晶閘管串包括串聯連接的2N個晶閘管，N至少為I ;兩個所述晶閘管串的中點通過一個電容相連，所述電容分別將所述晶閘管串分為對稱的兩段晶閘管串。
[0006]優選的，所述半橋臂包括四種電流流通路徑；換流閥正常工作時，電流流通路徑為觸發導通後的一個晶閘管串形成的支路，另一個晶閘管串和所述電容不工作；系統發生故障時若一個晶閘管串不能關斷，換流閥不能實現換相，則觸發導通另一個晶閘管串中通過陰極與所述電容相連的一段晶閘管串進行強迫換相，電流流通路徑為依次通過電容導通的所述一段晶閘管串和故障晶閘管形成的支路；
[0007]優選的，換流閥強迫換相時，與所述觸發導通的一段晶閘管串的陰極相連的電容電極板電位為負，與所述故障晶閘管的陽極相連的電容電極板電位為正；
[0008]優選的，換流閥強迫換相時，所述電容自動放電-充電，當換流閥強迫換相成功後，與所述觸發導通的一段晶閘管串的陰極相連的電容電極板電位為正，與所述故障晶閘管的陽極相連的電容電極板電位為負；
[0009]優選的，換流閥強迫換相成功後，所述觸發導通的一段晶閘管串和所述故障晶閘管關斷；
[0010]優選的，若所述電容的兩端電位小於換流閥進行強迫換相的電容電壓閾值，則在換流閥導通時對所述電容進行預充電，從而保證所述電容實時滿足所述電容電壓閾值的要求。
[0011]與最接近的現有技術相比，本發明的優異效果是:
[0012]1、本發明提供的一種強迫換相橋路，適用於傳統高壓直流輸電中，不僅可以實現故障情況下晶閘管的可靠關斷，而且在換流閥正常工作時電容器不投入使用，因此不會產生大量諧波，延長電容使用壽命；
[0013]2、本發明提供的一種強迫換相橋路，在不需要外部電源的情況下，能夠實現電容自充電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0015]圖1是:本發明提供的一種強迫換相橋路拓撲圖；
[0016]圖2是:本發明實施例中一種強迫換相橋路的拓撲圖；
[0017]圖3是:本發明實施例中電容充電原理圖；
[0018]圖4是:本發明實施例中換流閥正常工作時強迫換相橋路的電流流通路徑圖；
[0019]圖5是:本發明實施例中換流閥換相時強迫換相橋路的電流流通路徑圖；
[0020]圖6是:本發明實施例中換流閥強迫換相完成時的強迫換相橋路狀態圖；
[0021]圖7是:圖6中所示換流閥強迫換相完成後，換流閥再次觸發導通對電容預充電時強迫換相橋路電流流通路徑圖。`
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0023]本發明提供了一種能夠顯著減少換流閥工作諧波，延長電容使用壽命的強迫換相電路，如圖1所不，換相橋路的一相半橋臂包括並聯連接的兩個晶閘管串；晶閘管串包括串聯連接的2N個晶閘管，N至少為I ;兩個晶閘管串的中點通過一個電容相連，電容分別將晶閘管串分為對稱的兩段晶閘管串。半橋臂包括四種電流流通路徑:
[0024]換流閥正常工作時，電流流通路徑為觸發導通後的一個晶閘管串形成的支路，另一個晶閘管串和電容不工作；
[0025]系統發生故障時，若一個晶閘管串不能關斷，則觸發導通另一個晶閘管串中通過陰極與電容相連的一段晶閘管串，電流流通路徑為依次通過電容導通的該段晶閘管串和故障晶閘管形成的支路；換流閥強迫換相時，與觸發導通的該段晶閘管串的陰極相連的電容電極板電位為負，與故障晶閘管的陽極相連的電容電極板電位為正；換流閥強迫換相時，電容自動放電-充電，當換流閥強迫換相成功後，與觸發導通的該段晶閘管串的陰極相連的電容電極板電位為正，與故障晶閘管的陽極相連的電容電極板電位為負；換流閥強迫換成功後，觸發導通的該段晶閘管串和故障晶閘管關斷。
[0026]如圖2所示本實施例中強迫換相橋路的一相半橋臂包括由晶閘管VTl和VT2串聯構成的第一晶閘管串，晶閘管VT1』和VT2』串聯構成的第二晶閘管串以及電容C。
[0027]換流閥正常工作時，電流流通路徑為觸發導通後的第二晶閘管串VT1』和VT2』形成的支路；電容進行充電，此時電容C兩端存儲左正右負的電位，第二晶閘管串以及電容C不工作，如圖2和3所示，若電容的兩端電位小於換流閥進行強迫換相的電容電壓閾值，則在換流閥導通時對電容進行預充電，從而保證電容實時滿足電容電壓閾值的要求。
[0028]當系統發生故障，若第二晶閘管串VT1』和VT2』不能關斷，換流閥不能可靠換相，觸發導通第一晶閘管串中的晶閘管VT1，電容C開始放電，晶閘管VT1』承受反向電壓關斷；晶閘管VT1、電容C和晶閘管VT2』形成電流流通路徑，經過一段時間後電容C由放電開始充電，此時電容C兩端電位左負右正，晶閘管VTl承受:反向電壓關斷，第一晶閘管串和第二晶閘管串隨即全部關斷，換相成功。所述系統為包含有基於本實施例中強迫換相橋路的換流閥的電力系統。
[0029]半橋臂換相成功後的電容C的荷電狀態如圖6所示，當換流閥再次進行換相時，由於電容C兩端電位左負右正，電流流通路徑為觸發導通後的第一晶閘管串VTl和VT2形成的支路；當系統發生故障，若第一晶閘管串VTl和VT2不能關斷，觸發導通第二晶閘管串中的晶閘管VT1』，電容C開始放電，晶閘管VTl承受反向電壓關斷；晶閘管VT1』、電容C、晶閘管VT2形成電流流通路徑，經過一段時間後電容C由放電開始充電，此時電容C兩端電位左正右負，晶閘管VT2』承受反向電壓關斷，第一晶閘管串和第二晶閘管串隨即全部關斷，換相成功。所述系統為包含有基於本實施例中強迫換相橋路的換流閥的電力系統。
[0030]最後應當說明的是:所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申 請保護的範圍。
【權利要求】
1.一種強迫換相橋路，其特徵在於，所述換相橋路的一相半橋臂包括並聯連接的兩個晶閘管串；所述晶閘管串包括串聯連接的2N個晶閘管,N至少為I ;兩個所述晶閘管串的中點通過一個電容相連，所述電容分別將所述晶閘管串分為對稱的兩段晶閘管串。
2.如權利要求1所述的一種強迫換相橋路，其特徵在於，所述半橋臂包括四種電流流通路徑；換流閥正常工作時，電流流通路徑為觸發導通後的一個晶閘管串形成的支路，另一個晶閘管串和所述電容不工作；系統發生故障時若一個晶閘管串不能關斷，換流閥不能實現換相，則觸發導通另一個晶閘管串中通過陰極與所述電容相連的一段晶閘管串進行強迫換相，電流流通路徑為依次通過電容導通的所述一段晶閘管串和故障晶閘管形成的支路。
3.如權利要求2所述的一種強迫換相橋路，其特徵在於，換流閥強迫換相時，與所述觸發導通的一段晶閘管串的陰極相連的電容電極板電位為負，與所述故障晶閘管的陽極相連的電容電極板電位為正。
4.如權利要求3所述的一種強迫換相橋路，其特徵在於，換流閥強迫換相時，所述電容自動放電-充電，當換流閥強迫換相成功後，與所述觸發導通的一段晶閘管串的陰極相連的電容電極板電位為正，與所述故障晶閘管的陽極相連的電容電極板電位為負。
5.如權利要求4所述的一種強迫換相橋路，其特徵在於，換流閥強迫換相成功後，所述觸發導通的一段晶閘管串和所述故障晶閘管關斷。
6.如權利要求2所述的一種強迫換相橋路，其特徵在於，若所述電容的兩端電位小於換流閥進行強迫換相的電容電壓閾值，則在換流閥導通時對所述電容進行預充電，從而保證所述電容實時滿足所述電容電壓閾值的要求。
【文檔編號】H02M1/12GK103825485SQ201410081286
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】趙成勇, 李春華, 李路遙, 郭春義, 許韋華, 陽嶽希 申請人:華北電力大學, 國網智能電網研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國家電網公司