一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置，包括充电电路、储能单元和驱动电路；充电电路的输入端用于连接供电电源、其输出端供电连接储能单元；驱动电路的输入端用于通信连接主子模块控制器和n个冗余子模块控制器，n≥1，驱动电路的输出端用于连接子模块旁路开关的控制线圈；储能单元供电连接驱动电路。本发明专利技术通过将驱动电路的输入端与冗余子模块控制器通信连接，当子模块发生故障且无法接收到主子模块控制器发出的子模块旁路开关动作指令时，可以通过冗余子模块控制器发送旁路开关动作指令，最终实现子模块旁路开关的控制，有效保证了子模块旁路开关的可靠控制，保证整个阀系统的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置
本专利技术涉及一种开关驱动装置，尤其涉及一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置。
技术介绍
MMC作为柔性直流输电换流阀的一种重要拓扑，其每个桥臂往往由数十个乃至数百个MMC阀子模块串联组成，每个子模块常常采用半桥或全桥结构，其中连接有旁路开关K的半桥子模块的电气原理图如图1所示。当桥臂中的一个子模块发生严重故障时，需要通过旁路开关使故障子模块快速切除，否则将危及整个阀系统的安全运行。因此，旁路开关的可靠控制就成为了一个重大问题。旁路开关的驱动装置通常放置于子模块内部，并通过长引线接至旁路开关的控制线圈。一方面驱动旁路开关动作需较大的电流，会导致旁路开关不再受控；另一方面长引线处于高压环境中，也易受环境的影响致使旁路开关误动，从而导致阀系统的误跳闸。因此，保证旁路开关可靠动作显得尤为重要。另外，由于旁路开关的可靠动作离不开驱动装置的可靠工作，当某个子模块发生故障，而此时子模块控制器发生故障或者是旁路开关的驱动装置无法接收到子模块控制器下发的子模块旁路开关动作指令时，则故障子模块无法切除，这将威胁到整个直流输电换流阀的安全运行。并且，当子模块的旁路开关动作后，但子模块控制器检测不到正常的反馈状态时，子模块控制器会一直发送子模块旁路开关动作指令，此时驱动装置中的充电电路会一直给储能单元充电，长时间的充电会使充电电阻发生燃烧的状况。因此，如何保证驱动装置的安全运行是保证柔性直流输电换流阀可靠工作的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置，用于解决无法接收到子模块控制器的旁路开关动作指令导致子模块旁路开关无法可靠动作的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置，包括充电电路、储能单元和驱动电路；所述充电电路的输入端用于连接供电电源、其输出端供电连接所述储能单元；所述驱动电路的输入端用于通信连接主子模块控制器和n个冗余子模块控制器，n≥1，所述驱动电路的输出端用于连接子模块旁路开关的控制线圈；所述储能单元供电连接所述驱动电路。本专利技术的有益效果是：通过将驱动电路的输入端与冗余子模块控制器通信连接，当子模块发生故障且无法接收到主子模块控制器发出的子模块旁路开关动作指令时，可以通过冗余子模块控制器发送旁路开关动作指令，来控制驱动电路导通，从而使储能单元进行放电，子模块旁路开关的控制线圈带电，子模块旁路开关闭合，有效保证了子模块旁路开关的可靠控制，保证整个阀系统的安全运行。进一步的，为了避免充电电路一直给储能单元充电的现象，以有效保护充电电路，所述充电电路设置有一个用于受控于主子模块控制器的控制开关。进一步的，为了获取子模块旁路开关的反馈状态，以对充电电路进行控制，还包括用于连接子模块旁路开关的状态反馈电路，所述状态反馈电路用于通信连接主子模块控制器。进一步的，为了实现子模块旁路开关的冗余控制的可靠性以及各子模块控制器与驱动装置之间的电气隔离，还包括光电转换电路和或逻辑运算电路，所述光电转换电路包括n+2个光接收模块；其中第一光接收模块的输入端用于连接主子模块控制器、其输出端控制连接所述充电电路中的控制开关；其他剩余光接收模块的输入端用于一一对应连接主子模块控制器和各冗余子模块控制器，所述其他剩余光接收模块的输出端连接所述或逻辑运算电路的输入端，所述或逻辑运算电路的输出端连接所述驱动电路。进一步的，为了实现状态反馈电路和主子模块控制器之间的电气隔离，所述光电转换电路还包括一个光发送模块，所述光发送模块的输入端连接所述状态反馈电路，其输出端用于通信连接主子模块控制器。进一步的，为了实现对子模块旁路开关的可靠控制以及驱动装置与子模块旁路开关的控制线圈之间的隔离，所述驱动电路包括光耦隔离模块及用于与子模块旁路开关的控制线圈串联连接的开关管，所述光耦隔离模块的原边连接所述或逻辑运算电路的输出端、其副边通过驱动电阻连接所述开关管的输入端。进一步的，为了释放子模块旁路开关的控制线圈多余的能量，使其恢复至初始状态，所述驱动电路还包括用于与子模块旁路开关的控制线圈并联连接的恢复二极管。进一步的，为了实现可靠充电，所述充电电路包括正负极电源输入端、以及串接在所述正负极电源输入端之间的保护二极管、限流电阻和所述控制开关。进一步的，为了可靠获取充电电源，还包括电源转换电路，所述电源转换电路的输入端用于连接供电电源、其输出端连接所述充电电路。附图说明图1是现有技术MMC阀半桥子模块的电气原理图；图2是本专利技术MMC阀子模块旁路开关驱动装置的结构示意图；图3是本专利技术实现冗余控制的原理示意图；图4是本专利技术驱动电路的电路原理图；图5是本专利技术充电电路、储能单元的电路原理图；图6是本专利技术电源转换电路的电路原理图；图7是本专利技术状态反馈电路的电路原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提供了一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置，其结构示意图如图2中虚线框内所示，包括电源转换电路、充电电路、储能单元、光电转换电路、或逻辑运算电路、驱动电路和状态反馈电路。其中，电源转换电路的输入端用于连接供电电源，其输出端连接充电电路；充电电路的输入端连接电源转换电路的输出端，其输出端连接储能单元；储能单元供电连接驱动电路以给驱动电路提供电能。光电转换电路的输入端用于通信连接主子模块控制器和n个冗余子模块控制器，n≥1，其输出端连接或逻辑运算电路；或逻辑运算电路的输入端连接光电转换电路的输出端，其输出端连接驱动电路；驱动电路的输入端连接或逻辑运算电路的输出端，其输出端用于连接子模块旁路开关的控制线圈。状态反馈电路的输入端用于采样连接子模块旁路开关，其输出端通过光电转换电路用于连接主子模块控制器，用于对子模块旁路开关的闭合断开状态进行监控。其中，光电转换电路通过光纤与主子模块控制器和冗余子模块控制器连接。该光电转换电路包括n+2个光接收模块，为了对充电电路的工作情况进行控制，其中第一光接收模块(也就是光接收模块0)的输入端用于连接主子模块控制器，第一光接收模块的输出端用于控制连接设置在充电电路中的控制开关。如图3所示，其他剩余n+1个光接收模块的输入端用于一一对应连接主子模块控制器和各冗余子模块控制器，也就是，主子模块控制器和冗余子模块1控制器、冗余子模块2控制器、…、冗余子模块n控制器与光接收模块1、光接收模块2、…、光接收模块n+1的输入端一一对应连接，这n+1个光接收模块的输出端连接或逻辑运算电路的输入端。或逻辑运算电路用于对光接收模块1～光接收模块n+1接收到的控制信号RX1～RXn+1进行逻辑处理，使多个控制信号RX1～RXn+1转化为一个冗余控制信号Qcon，相当于一个或逻辑关系运算。由于实现或逻辑关系的或逻辑运算电路的具体结构属于现有技术，此处不再赘述。当主子模块控制器和n个冗余子模块控制器中的任意一个控制器发出旁路开关动作指令时，均可以经该或逻辑运算电路得到控制信号Qcon，以控制驱动电路导通。通过设置光接收模块1～n+1以及或逻辑运算电路，可以实现对子模块旁路开关的冗余控制，以及MMC阀子模块旁路开关驱动装置与主子模块控制器、冗余子模块控制器在电气上的隔离。当子模块发生故障，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置，其特征在于，包括充电电路、储能单元和驱动电路；所述充电电路的输入端用于连接供电电源、其输出端供电连接所述储能单元；所述驱动电路的输入端用于通信连接主子模块控制器和n个冗余子模块控制器，n≥1，所述驱动电路的输出端用于连接子模块旁路开关的控制线圈；所述储能单元供电连接所述驱动电路。

【技术特征摘要】
1.一种MMC阀子模块旁路开关驱动装置，其特征在于，包括充电电路、储能单元和驱动电路；所述充电电路的输入端用于连接供电电源、其输出端供电连接所述储能单元；所述驱动电路的输入端用于通信连接主子模块控制器和n个冗余子模块控制器，n≥1，所述驱动电路的输出端用于连接子模块旁路开关的控制线圈；所述储能单元供电连接所述驱动电路。2.根据权利要求1所述的MMC阀子模块旁路开关驱动装置，其特征在于，所述充电电路设置有一个用于受控于主子模块控制器的控制开关。3.根据权利要求2所述的MMC阀子模块旁路开关驱动装置，其特征在于，还包括用于连接子模块旁路开关的状态反馈电路，所述状态反馈电路用于通信连接主子模块控制器。4.根据权利要求3所述的MMC阀子模块旁路开关驱动装置，其特征在于，还包括光电转换电路和或逻辑运算电路，所述光电转换电路包括n+2个光接收模块；其中第一光接收模块的输入端用于连接主子模块控制器、其输出端控制连接所述充电电路中的控制开关；其他剩余光接收模块的输入端用于一一对应连接主子模块控制器和各冗余子模块控制器，所述其他剩余光接收模块的输出端连接所述或逻辑运算电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：董朝阳，陈同浩，田世克，张锐，蒋志浩，任改玲，刘永诚，张亚光，赵培丽，王亚兵，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41