一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置，包括：与换流变压器次级绕组电连接的短路阻抗调节电路，所述短路阻抗调节电路为三相短路阻抗调节子电路，所述短路阻抗调节子电路包括第一双向IGBT组件、第二双向IGBT组件、第三双向IGBT组件、第一调节电感和第二调节电感。根据MCC不同的运行状态，控制三个IGBT组件的导通状态。在MMC正常运行时将短路阻抗调节在较小值，使系统降低无功功率的消耗，同时满足控制响应需求。当MMC直流侧发生短路故障时瞬间切换到大阻抗模式运行，限制短路电流的上升。根据运行模式不同灵活切换投入的电感值，提高了系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置
本技术涉及柔性直流输电设备
，具体涉及一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置。
技术介绍
随着柔性直流输电技术的快速发展，相对于两电平和三电平换流器，模块化多电平换流器优势越来越明显，模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的六个桥臂不是由多个开关器件串联构成的，而是采用子模块级联的方式。采用若干子模块构建大容量直流换流器，具有制造难度下降、波形质量好、阶跃电压降低、损耗成倍下降以及故障处理能力强等优点。换流变压器短路阻抗对直流故障时故障换流器所承受的短路冲击电流和换流器消耗的无功功率等都有影响。当MMC直流侧短路故障时，为了限制过大的短路电流损坏功率模块中开关器件以及续流二极管，换流变压器应具有足够大的短路阻抗，但短路阻抗过大，会使得MMC消耗的无功功率增大，同时使MMC输出交流电流跟踪网侧交流电流的速度变慢。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本技术实施例提供了一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置，包括：与换流变压器次级绕组电连接的短路阻抗调节电路，所述短路阻抗调节电路为三相短路阻抗调节子电路，所述短路阻抗调节子电路包括第一双向IGBT组件、第二双向IGBT组件、第三双向IGBT组件、第一调节电感和第二调节电感，其中：所述第一双向IGBT组件的第一端分别与所述换流变压器次级绕组和所述第一调节电感的第一端电连接，所述第一双向IGBT组件的第二端分别与所述第二调节电感的第一端和所述第二双向IGBT组件的第一端电连接，所述第一调节电感和所述第二调节电感的第二端均与所述第三双向IGBT组件的第一端电连接，所述第三双向IGBT组件的第二端和所述第二双向IGBT组件的第二端均与桥臂电抗器柜电连接。采用上述实现方式，根据MCC不同的运行状态，控制三个IGBT组件的导通状态。在MMC正常运行时将短路阻抗调节在较小值，使系统降低无功功率的消耗，同时满足控制响应需求。当MMC直流侧发生短路故障时瞬间切换到大阻抗模式运行，限制短路电流的上升。根据运行模式不同灵活切换投入的电感值，提高了系统的稳定性。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述双向IGBT组件包括第一IGBT和第二IGBT，所述第一IGBT和所述第二IGBT反向并联设置。由于通过双向IGBT组件的信号为交流信号，因此电流的方向会按照一定的频率变换，因此采用两个IGBT反向并联，保证了交流信号的导通。结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述调节电感为多抽头调节电感，不同抽头对应的电感值不同。多抽头调节电感的不同抽头出线端与进线端之间的电感值不同，通过采用不同的出线抽头可以实现对电感值的快速调节。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述桥臂电抗器柜内设置有三个桥臂电抗器组，所述桥臂电抗器组包括第一电抗器和第二电抗器，所述第一电抗器的第一端与MMC上桥臂柜电连接，所述第一电抗器的第二端与所述第二电抗器的第一端电连接，所述第二电抗器的第二端与MMC下桥臂柜电连接，所述第三双向IGBT组件的第二端和所述第二双向IGBT组件的第二端与所述第一电抗器的第二端电连接。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述MMC上桥臂柜和所述MMC下桥臂柜中包括多个级联的子模块，所述子模块包括半桥子模块和全桥子模块。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述第一电抗器的第一端与上桥臂柜中第一子模块电连接，所述第二电抗器的第二端与下桥臂柜中的第二子模块电连接。结合第一方面第四或五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述半桥子模块包括两个IGBT模组和一个电容，两个IGBT模组串联连接，两个IGBT模块串联后与所电容并联连接。结合第一方面第四或五种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述全桥子模块包括四个IGBT模组和一个电容，四个IGBT模组分为两组串联后分别所述电容并联连接。结合第一方面，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述调节电感设置有投切电子开关。调节电感通过电子开关投切，响应速度快，实现可调节电感的电感值的快速切换。第二方面，本技术实施例提供了一种MMC换流变压器短路阻抗调节方法，采用第一方面或第一方面任一可能实现方式所述的MMC换流变压器短路阻抗调节装置，所述方法包括：获取MMC的运行状态；如果所述MMC运行正常，则控制第一双向IGBT组件和第三双向IGBT组件导通，关闭第二双向IGBT组件；或者，如果所述MMC直流侧发生多路故障，则将第一双向IGBT组件和第三双向IGBT组件关闭，控制第二双向IGBT组件导通；切换完成后，根据所述MMC设备参数的不同调节第一调节电感和第二调节电感的电抗。附图说明图1为本技术实施例提供的一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置结构示意图；图2为本技术实施例提供的MMC换流变压器短路阻抗调节装置应用示意图；图3为本技术实施例提供的一种半桥子模块的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种全桥子模块的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种MMC换流变压器短路阻抗调节方法的流程示意图；图1-5中，符号表示为：T1-第一双向IGBT组件,T2-第二双向IGBT组件,T3-第三双向IGBT组件,L1-第一调节电感,L2-第二调节电感,L3-第一电抗器，L4-第二电抗器，SM-子模块。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。图1为本技术实施例提供的一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置结构示意图，参见图1，本实施例中的MMC换流变压器短路阻抗调节装置包括：与换流变压器次级绕组电连接的短路阻抗调节电路，所述短路阻抗调节电路为三相短路阻抗调节子电路。所述短路阻抗调节子电路包括第一双向IGBT组件T1、第二双向IGBT组件T2、第三双向IGBT组件T3、第一调节电感L1和第二调节电感L2。其中：所述第一双向IGBT组件T1的第一端分别与所述换流变压器次级绕组和所述第一调节电感L1的第一端电连接，所述第一双向IGBT组件T1的第二端分别与所述第二调节电感L2的第一端和所述第二双向IGBT组件T2的第一端电连接。所述第一调节电感L1和所述第二调节电感L2的第二端均与所述第三双向IGBT组件T3的第一端电连接。所述第三双向IGBT组件T3的第二端和所述第二双向IGBT组件T2的第二端均与桥臂电抗器柜电连接。所述双向IGBT组件包括第一IGBT和第二IGBT，所述第一IGBT和所述第二IGBT反向并联设置。由于通过双向IGBT组件的信号为交流信号，因此电流的方向会按照一定的频率变换，因此采用两个IGBT反向并联，保证了交流信号的导通。本实施例中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置，其特征在于，包括：与换流变压器次级绕组电连接的短路阻抗调节电路，所述短路阻抗调节电路为三相短路阻抗调节子电路，所述短路阻抗调节子电路包括第一双向IGBT组件、第二双向IGBT组件、第三双向IGBT组件、第一调节电感和第二调节电感，其中：所述第一双向IGBT组件的第一端分别与所述换流变压器次级绕组和所述第一调节电感的第一端电连接，所述第一双向IGBT组件的第二端分别与所述第二调节电感的第一端和所述第二双向IGBT组件的第一端电连接，所述第一调节电感和所述第二调节电感的第二端均与所述第三双向IGBT组件的第一端电连接，所述第三双向IGBT组件的第二端和所述第二双向IGBT组件的第二端均与桥臂电抗器柜电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种MMC换流变压器短路阻抗调节装置，其特征在于，包括：与换流变压器次级绕组电连接的短路阻抗调节电路，所述短路阻抗调节电路为三相短路阻抗调节子电路，所述短路阻抗调节子电路包括第一双向IGBT组件、第二双向IGBT组件、第三双向IGBT组件、第一调节电感和第二调节电感，其中：所述第一双向IGBT组件的第一端分别与所述换流变压器次级绕组和所述第一调节电感的第一端电连接，所述第一双向IGBT组件的第二端分别与所述第二调节电感的第一端和所述第二双向IGBT组件的第一端电连接，所述第一调节电感和所述第二调节电感的第二端均与所述第三双向IGBT组件的第一端电连接，所述第三双向IGBT组件的第二端和所述第二双向IGBT组件的第二端均与桥臂电抗器柜电连接。


2.根据权利要求1所述的MMC换流变压器短路阻抗调节装置，其特征在于，所述双向IGBT组件包括第一IGBT和第二IGBT，所述第一IGBT和所述第二IGBT反向并联设置。


3.根据权利要求1或2所述的MMC换流变压器短路阻抗调节装置，其特征在于，所述调节电感为多抽头调节电感，不同抽头对应的电感值不同。


4.根据权利要求3所述的MMC换流变压器短路阻抗调节装置，其特征在于，所述桥臂电抗器柜内设置有三个桥臂电抗器组，所述桥臂电抗器组包括第一电抗器和第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，谢宁，赵兵，谢志文，蔡笋，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44