一种柔性直流换流阀静态均压模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种柔性直流换流阀静态均压模型，包括杂散参数模型、阀段模型Rc和水路模型；阀段模型Rc包括串联在一起的多个子模块模型，阀段模型Rc两端分别布置有等电位电极；等电位电极将水路模型切割为：对地水路等效电阻Rs、阀层间竖形水路等效电阻Rd和阀层间横水管等效电阻Rh；阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh并联形成并联结构，阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh的并联结构与阀层间竖形水路等效电阻Rd并联。本实用新型专利技术考虑了晶闸管、取能电源水路、杂散参数等较为详细的可影响阀静态均压的因素；具有仿真精度高、可量化评估阀静态均压数据的优势。评估阀静态均压数据的优势。评估阀静态均压数据的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流换流阀静态均压模型


[0001]本技术属于换流阀阀塔
，具体涉及一种柔性直流换流阀静态均压模型。

技术介绍

[0002]换流阀是直流输电工程的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值约占换流站成套设备总价的22～25％。换流阀的设计应用了电力电子技术、光控转换技术、高压技术、控制技术和均压技术、冷却技术、高压用绝缘材料的最新技术和研究成果。
[0003]随着直流输电工程电压等级的提高，换流阀的最大耐受电压越来越接近器件的极限工况，由于换流阀结构原因，导致换流阀静态存在不均压情况，现有技术中并无能够准确评估换流阀电压分布的模型。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种柔性直流换流阀静态均压模型，仿真精度高、可量化评估阀静态均压数据，提高了换流阀设计的可靠性。
[0005]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种柔性直流换流阀静态均压模型，包括杂散参数模型、阀段模型Rc和水路模型；所述阀段模型Rc包括串联在一起的多个子模块模型，所述阀段模型Rc两端分别布置有等电位电极；所述等电位电极将水路模型切割为：对地水路等效电阻Rs、阀层间竖形水路等效电阻Rd和阀层间横水管等效电阻Rh；所述阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh并联形成并联结构，阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh的并联结构与阀层间竖形水路等效电阻Rd并联；对地水路等效电阻Rs与阀层间竖形水路等效电阻Rd连接；
[0007]所述杂散参数模型包括对地杂散电容C1和层间杂散电容C2；所述对地杂散电容C1一端连接在阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh的并联结构一端，另一端接地；所述层间杂散电容C2与并联结构并联设置。
[0008]进一步的，所述子模块模型为全桥模块或者半桥模块。
[0009]进一步的，所述全桥模块包括并联的两组桥臂，所述两组桥臂的正负极间并联有储能电容C、放电电阻R和取能电源等效电阻R1。
[0010]进一步的，每组所述桥臂包括串联的两个开关器件，每个开关器件反并联一个二极管。
[0011]进一步的，所述全桥模块的端口并联有scr晶闸管。
[0012]进一步的，所述半桥模块包括一组桥臂，所述半桥模块的桥臂并联有储能电容C、放电电阻R和取能电源等效电阻R1。
[0013]进一步的，所述半桥模块的桥臂包括串联的两个开关器件，所述两个开关器件各反并联一个二极管。
[0014]进一步的，所述半桥模块的端口并联有scr晶闸管。
[0015]进一步的，所述阀层间横水管等效电阻Rh包括顶层等效电阻、中间层等效电阻和底层等效电阻。
[0016]进一步的，所述水路模型为同侧布置或异侧布置。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果在于以下：
[0018]1、本技术根据阀塔电气回路搭建了较为详细的阀塔静态均压模型，考虑了晶闸管、取能电源水路、杂散参数等较为详细的可影响阀静态均压的因素；具有精度高、可量化评估阀静态均压数据的优势，能够广泛使用于超高压、特高压换流阀设计。
[0019]2、本技术考虑因素全面、结果精度高、误差小，可提高换流阀设计可靠性。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1是本技术实施例中子模块模型的拓扑示意图，其中，(a)为全桥模块的拓扑图，(b)为半桥模块的拓扑图。
[0022]图2是本技术实施例中柔性直流换流阀静态均压模型示意图。
具体实施方式
[0023]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本技术的示例性实施方式。
[0025]如图1和2所示，本技术实施例提供了一种柔性直流换流阀静态均压模型，包括：杂散参数模型、阀段模型Rc和水路模型；
[0026]阀段模型Rc包括串联在一起的多个子模块模型，阀段模型Rc两端分别布置有等电位电极；等电位电极将水路模型切割为：对地水路等效电阻Rs、阀层间竖形水路等效电阻Rd和阀层间横水管等效电阻Rh，根据等效电阻公式R＝ρ*L/S(ρ为电导率，L为水管长度，S为水管截面积)可计算出每部分水路的水电阻值。
[0027]阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh并联形成并联结构，两个并联结构串联后与阀层间竖形水路等效电阻Rd并联；对地水路等效电阻Rs与阀层间竖形水路等效电阻Rd连接；阀塔的结构可根据水路模型布置方式变化为同侧布置和异侧布置方式，阀层数可根据阀塔结构变化，本实施例中，水路模型采用三层阀塔、水路同侧布置的方式。
[0028]杂散参数模型包括对地杂散电容C1和层间杂散电容C2；对地杂散电容C1一端连接在串联的两个并联结构之间，另一端接地；层间杂散电容C2与并联结构并联设置。本实施例中，杂散电容可利用Q3D软件进行提取，对地杂散电容C1以阀段为单位进行提取，层间杂散电容C2以阀层为单位进行提取。
[0029]如图1所示，本实施例中，子模块模型为全桥模块或者半桥模块，包括开关器件、反并联二极管、储能电容、放电电阻和取能电源等效电阻。其中，开关器件不涉及开通状态，根据器件手册设置关断阻抗；反并联二极管根据器件手册设置开通及关断阻抗值。储能电容及放电电阻主要为电容容值和电阻阻值，根据所选型号设置容值和阻值，精度按照最大正负偏置随机设置。取能电源为恒功率负载，根据器件手册或试验得出对应的U
‑
I曲线，设置等效负载。端口scr晶闸管可根据晶闸管的U
‑
I曲线等效为一可变负载。
[0030]子模块模型为全桥模块时，全桥模块包括四个开关器件k1
‑
k4、反并联二极管D1
‑
D4，每个开关器件反并联一个二极管；每两个开关器件串联组成一组桥臂；全桥模块的端口并联有scr晶闸管；全桥模块的两个桥臂的正负极间并联有储能电容C、放电电阻R及取能电源等效电阻R1。取能电源等效电阻R1与储能电容C并联，从储能电容C上取电。
[0031]子模块模型为半桥模块时，半桥模块包括两个开关器件k1
‑
k2、反并联二极管D1
‑
D2，每个开关器件反并联一个二极管；两个开关器件串联组成一组桥臂；半桥模块的桥臂并联储能电容C、放电电阻R和取能电源等效电阻R1；半桥模块的端口并联有scr晶闸管。
[0032]本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流换流阀静态均压模型，其特征在于，包括杂散参数模型、阀段模型Rc和水路模型；所述阀段模型Rc包括串联在一起的多个子模块模型，所述阀段模型Rc两端分别布置有等电位电极；所述等电位电极将水路模型切割为：对地水路等效电阻Rs、阀层间竖形水路等效电阻Rd和阀层间横水管等效电阻Rh；所述阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh并联形成并联结构，阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh的并联结构与阀层间竖形水路等效电阻Rd并联；对地水路等效电阻Rs与阀层间竖形水路等效电阻Rd连接；所述杂散参数模型包括对地杂散电容C1和层间杂散电容C2；所述对地杂散电容C1一端连接在阀段模型Rc与阀层间横水管等效电阻Rh的并联结构一端，另一端接地；所述层间杂散电容C2与并联结构并联设置。2.根据权利要求1所述的柔性直流换流阀静态均压模型，其特征在于，所述子模块模型为全桥模块或者半桥模块。3.根据权利要求2所述的柔性直流换流阀静态均压模型，其特征在于，所述全桥模块包括并联的两组桥臂，所述两组桥臂的正负极间并联有储能电容C、放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周竞宇，杨帆，任成林，胡雨龙，陈建林，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，
类型：新型
国别省市：