本发明专利技术公开一种防止换流阀子模块电容过电压的装置，应用于模块化多电平换流器组成的柔性直流输电系统。此装置由至少一个晶闸管和至少一个电阻串联形成，并联在换流阀的交流侧母线和大地之间，或者直流侧母线和大地之间，或者同时安装在上述两个地方。其通过触发导通晶闸管，防止交流侧或直流侧残余电压给子模块电容不控充电的过程造成子模块电容过电压。本装置可以根据工程需要确定安装个数与地点，根据不同的防止子模块过电压策略来决定触发导通哪些装置。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种防止换流阀子模块电容过电压的装置，应用于模块化多电平换流器组成的柔性直流输电系统。此装置由至少一个晶闸管和至少一个电阻串联形成，并联在换流阀的交流侧母线和大地之间，或者直流侧母线和大地之间，或者同时安装在上述两个地方。其通过触发导通晶闸管，防止交流侧或直流侧残余电压给子模块电容不控充电的过程造成子模块电容过电压。本装置可以根据工程需要确定安装个数与地点，根据不同的防止子模块过电压策略来决定触发导通哪些装置。【专利说明】一种防止子模块电容过电压的装置
本专利技术属于柔性直流输电领域，特别涉及一种防止子模块电容过电压的装置。
技术介绍
柔性直流输电采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提尚系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提尚并网交流系统的稳态性能。模块化多电平换流器不需要开关器件直接串联，并且通过多电平技术可以获得优异的谐波性能和损耗性能，在柔性直流输电领域是一种最有应用潜质的电压源换流器拓扑结构。 为了减少直流线路发生故障的概率，现有的柔性直流输电工程的传输线路一般采用海缆或陆缆进行换流站的互联，但为了提高直流电压等级、节省输电线路的造价，采用架空线路成为一种改进方向。当直流输电线路采用架空线时，雷击等原因可能导致线路杆塔等的过电压击穿，发生直流线路短路故障。 在换流阀的交流侧，由于架空线路的存在，同样会发生架空线的短路故障。 当故障发生后，故障站的换流阀立即闭锁并发出跳闸命令，其它各站经过站间通讯或者电气量监测也随之闭锁并跳闸。由于各站闭锁延时和跳闸延时的存在，会出现这种状态:故障站换流阀闭锁后，交流母线或者直流母线仍存在残余电压。该残余电压可能会通过开关器件反并联二极管向子模块电容充电，充电过程可能导致子模块电容过电压。 由上所述，闭锁时交流侧和直流侧的残余电压会使子模块电容严重过电压。现有技术中有的方案仅对雷电过电压和操作过电压的保护方法以及避雷器的配置策略进行了阐述，并未能解决换流阀子模块过电压的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种防止子模块电容过电压的装置，其通过将母线经电阻对地放电来降低换流阀闭锁期间的母线残余电压，从而防止直流电压和交流电压的偏置导致的电压差对桥臂子模块电容充电致使子模块过电压。 为了达成上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种防止换流阀子模块电容过电压的装置，其特征在于:包括至少一个晶闸管和至少一个电阻，所述至少一个晶闸管和至少一个电阻采用串联方式连接； 所述装置并联接在换流阀的直流侧母线与大地之间或者交流侧母线与大地之间，或者同时安装在上述两个地方； 所述装置的晶闸管在换流阀正常充电、解锁过程中保持为截止状态，不影响柔性直流输电系统的正常运行；在系统发生故障，换流阀闭锁后，触发导通所述晶闸管，快速降低母线残留电压，防止换流阀子模块电容过电压； 所述装置应用在模块化多电平换流器组成的柔性直流输电系统中。 上述方案中:所述晶闸管是单个晶闸管，或者是多个晶闸管串联和/或并联。 上述方案中:所述电阻是单个电阻，或者是多个电阻串联和/或并联。 上述方案中:所述直流侧母线包括所述换流阀正极母线和所述换流阀负极母线。 上述方案中:所述交流侧母线包括换流阀交流A相母线、B相母线和C相母线。 上述方案中:系统发生故障时，所述装置中所有的晶闸管同时被触发导通。 上述方案中:构成桥臂的子模块是以下一种或多种:半桥型、全桥型、类全桥型，箝位双子模块型，或者是上述拓扑的改进类型。 上述方案中:构成子模块的开关器件是全控型开关器件，所述全控型开关器件采用 IGBT、IGCT、IEGT 或 GTO。 采用上述方案后，本专利技术的有益效果为: I)本专利技术提供的一种换流阀保护闭锁期间防止子模块电容过电压的装置，结构简单，安装方便，具有较高的经济性； 2)本专利技术提供的一种换流阀保护闭锁期间防止子模块电容过电压的装置，在柔性直流输电系统的正常运行期间不投入使用，不影响柔性直流输电系统的正常运行性能； 3)本专利技术提供的一种换流阀保护闭锁期间防止子模块电容过电压的装置，能在换流阀故障闭锁期间形成母线电压放电通路，快速降低母线残余电压，防止子模块电容过电压。 【专利附图】【附图说明】 图1 一种单个晶闸管的防止子模块过电压装置结构示意图； 图2 —种多个晶闸管的防止子模块过电压装置结构示意图； 图3故障闭锁期间防止子模块过电压装置安装于换流站直流侧结构示意图； 图4故障闭锁期间防止子模块过电压装置安装于换流站交流侧结构示意图； 图5故障闭锁期间防止子模块过电压装置同时安装于换流站直流侧与交流侧结构示意图； 图6换流阀子模块组结构示意图； 图7全桥型子模块结构示意图； 图8半桥型子模块结构示意图。 【具体实施方式】 以下将结合附图及具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细说明。 本专利技术提供一种换流阀闭锁期间防止子模块电容过电压的装置，包括至少一个晶闸管和一个电阻，所述晶闸管和所述电阻串联而成。所述装置安装于换流站的直流母线与大地之间或者交流母线与大地之间。 图1所示为一种单晶闸管的防止子模块过电压装置结构示意图，包含第一并联端子I用于连接柔性直流输电系统母线和所述装置的一端，第二并联端子2用于连接所述装置的另一端和大地。所述的晶闸管4的阴极与电阻5串联于2。常规运行时晶闸管4保持为截止状态，对外呈现出截止电阻，与电阻5串联形成高阻支路。所述电阻5可以是单个电阻，也可以由多个电阻串联而成。在换流阀保护闭锁期间，晶闸管4被触发导通，其等效电阻迅速降至低阻，母线经过电阻5对地放电。 图2所示为一种多晶闸管的防止子模块过电压装置结构示意图，包含第一并联端子I用于连接柔性直流输电系统母线和所述装置的一端，第二并联端子5用于连接所述装置的另一端和大地。所述装置由包含但不限于晶闸管6和晶闸管7的多个晶闸管与电阻8串联形成。晶闸管6的阴极与下一个晶闸管的阳极相连于2，晶闸管7的阳极与上一个晶闸管的阴极相连于3。晶闸管7的阴极与电阻8相连于4。所述电阻5可以是单个电阻，也可以由多个电阻串联而成。所述装置中的所有晶闸管均采用同一触发脉冲，在同一时刻被触发导通，在支路电流降为O时同时关断。 图3所示为防止子模块过电压装置安装于换流站直流侧结构示意图。所述换流阀主要包括阀体13、直流正极平波电抗器2、直流负极平波电抗器3、直流正极端子6、直流负极端子7以及交流端子8、9、10。交流阀体13有5个输出端子，分别为直流正极输出端子 4、直流负极输出端子5、交流A相输出端子8、交流B相输出端子9、交流C相输出端子10。直流正极输出端子4与直流正极平波电抗器2的一端相连，直流正极平波电抗器2的另一端6成为换流站的直流正极P，将与直流正极线路连接。直流负极输出端子5与直流负极平波电抗器3的一端相连，直流负极平波电抗器3的另一端7成为换流站的直流负极N，将于直流负极线路连接。换流阀阀体13包含6个桥臂，每个桥臂由子模块组11或者14和桥臂电抗器12串联组成。上桥臂的子模块组11有两个输出端子，一端作为直流正极端子，另一端与上桥臂电抗器12的一端相连，上桥臂电抗器12的另一端作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防止换流阀子模块电容过电压的装置，其特征在于：包括至少一个晶闸管和至少一个电阻，所述至少一个晶闸管和至少一个电阻采用串联方式连接；所述装置并联接在换流阀的直流侧母线与大地之间或者交流侧母线与大地之间，或者同时安装在上述两个地方；所述装置的晶闸管在换流阀正常充电、解锁过程中保持为截止状态，不影响柔性直流输电系统的正常运行；在系统发生故障，换流阀闭锁后，触发导通所述晶闸管，快速降低母线残留电压，防止换流阀子模块电容过电压；所述装置应用在模块化多电平换流器组成的柔性直流输电系统中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董云龙，田杰，胡仙来，冯亚东，卢宇，刘海彬，曹冬明，李海英，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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