半桥集中式直流卸荷设备制造技术

本实用新型专利技术公开了半桥集中式直流卸荷设备，包括：正极卸荷阀模块，包括至少两个串联的正极半桥单元，正极卸荷阀模块能够与正极供电线连接；负极卸荷阀模块，包括与正极半桥单元数量相同的负极半桥单元，负极半桥单元串联，负极卸荷阀模块能够与负极供电线连接；卸荷电阻，正极卸荷阀模块与卸荷电阻的一端连接，负极卸荷阀模块与卸荷电阻的另一端连接；投切模块，分别与正极卸荷阀模块的受控端以及负极卸荷阀模块的受控端连接，投切模块用于控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量；电流检测模块，分别与正极卸荷阀模块以及负极卸荷阀模块连接；比较判定模块，与电流检测模块连接，比较判定模块用于判定接地故障和/或短路故障。和/或短路故障。和/或短路故障。

【技术实现步骤摘要】
半桥集中式直流卸荷设备


[0001]本技术涉及输电卸荷装置领域，特别涉及半桥集中式直流卸荷设备。

技术介绍

[0002]新能源发电基地多处于远离电网的地区，一般通过直流输电系统将直流电输送至交流电网的换流站，换流站将直流电转换为交流电后输入电网。当交流电网发生故障，换流站不能传输功率，直流输电系统会产生功率盈余的问题，需要消耗盈余的功率，保障系统在故障期间稳定运行，因此直流输电系统一般会设置有卸荷装置，其中半桥集中式直流卸荷装置，由于综合性能强等优点，而被广泛应用。
[0003]然而，基于半桥集中式直流卸荷装置的拓扑结构，在热备用模式下，卸荷电阻两端电位接近于零并且卸荷电阻压降较小，若发生接地故障或短路故障难以检测，在热备用模式下接地故障、短路故障对系统影响较小，但是当交流电网发生故障，需要消耗盈余功率时，接地故障、短路故障会导致过流损坏的风险，并且不能起到消耗盈余功率的功能，导致系统停运。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出半桥集中式直流卸荷设备，能够在热备用状态下准确检测接地故障或短路故障。
[0005]根据本技术实施例的半桥集中式直流卸荷设备，包括：正极卸荷阀模块，包括至少两个串联的正极半桥单元，所述正极卸荷阀模块能够与正极供电线连接；负极卸荷阀模块，包括与所述正极半桥单元数量相同的负极半桥单元，所述负极半桥单元串联，所述负极卸荷阀模块能够与负极供电线连接；卸荷电阻，所述正极卸荷阀模块与所述卸荷电阻的一端连接，所述负极卸荷阀模块与所述卸荷电阻的另一端连接；投切模块，分别与所述正极卸荷阀模块的受控端以及所述负极卸荷阀模块的受控端连接，所述投切模块用于控制所述正极半桥单元的投入数量与所述负极半桥单元的投入数量；电流检测模块，分别与所述正极卸荷阀模块以及所述负极卸荷阀模块连接；比较判定模块，与所述电流检测模块连接，所述比较判定模块用于根据正极卸荷阀模块的电流以及负极卸荷阀模块的电流判定接地故障和/或短路故障。
[0006]根据本技术实施例的半桥集中式直流卸荷设备，至少具有如下有益效果：正极卸荷阀模块中串联的正极半桥单元与负极卸荷阀模块中串联的负极半桥单元分别与卸荷电阻的两端连接。在热备用状态下，投入的正极半桥单元、负极半桥单元分担直流电压，使得卸荷电阻两端电压接近零。在需要泄放盈余功率时，切除所有正极半桥单元和负极半桥单元，盈余功率通过卸荷电阻消耗，实现卸荷效果。投切模块控制正极半桥单元的投入数量与负极半桥单元的投入数量，在热备用状态下，令正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不等，可以增大卸荷电阻两端的电压差。若发生接地故障，即卸荷电阻其中一端相当于接地时，正极卸荷阀模块的电流与负极卸荷阀模块的电流会存在较大差值；若出现
短路故障，即卸荷电阻两端短接时，正极卸荷阀的电流与负极卸荷阀的电流会明显增大。因此，正极半桥单元投入数量与负极半桥单元投入数量不等，通过电流检测模块分别检测正极卸荷阀模块的电流以及负极卸荷阀模块的电流，比较判定模块根据正极卸荷阀模块的电流、负极卸荷阀模块的电流以及预设的阈值，能够准确判定是否出现接地故障和/或短路故障，有利于提高卸荷功能的可靠性，降低系统停运风险。
[0007]根据本技术的一些实施例，所述投切模块包括控制单元、偏置单元以及叠加模块，所述叠加模块设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述控制单元与所述第一输入端连接，所述偏置单元与所述第二输入端连接，所述第一输出端与所述正极卸荷阀模块的受控端连接，所述第二输出端与所述负极卸荷阀模块的受控端连接。
[0008]根据本技术的一些实施例，所述偏置单元包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块包括取整单元、相加叠加单元以及相减叠加单元，所述第一输入端分别与所述相加叠加单元以及相减叠加单元连接，所述第二输入端与所述取整单元连接，所述取整单元分别与所述相加叠加单元以及相减叠加单元连接，所述相加叠加单元与所述第一输出端连接，所述相减叠加单元与所述第二输出端连接。
[0009]根据本技术的一些实施例，所述偏置单元包括与所述第二输入端连接的方波发生器，所述叠加模块包括移相单元、第一相加叠加单元以及第二相加叠加单元，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元以及所述第二相加叠加单元连接，所述第二输入端分别与所述第一相加叠加单元以及所述移相单元连接，所述移相单元与所述第二相加叠加单元连接，所述第一相加叠加单元与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元与所述第二输出端连接。
[0010]根据本技术的一些实施例，所述偏置单元包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块包括取整单元、移相单元、第一相加叠加单元以及第二相加叠加单元，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元以及所述第二相加叠加单元连接，所述第二输入端与所述取整单元连接，所述取整单元分别与所述第一相加叠加单元以及所述移相单元连接，所述移相单元与所述第二相加叠加单元连接，所述第一相加叠加单元与所述第一输出端连接，所述第二相加叠加单元与所述第二输出端连接。
[0011]根据本技术的一些实施例，所述正极半桥单元包括第一开关管、第二开关管以及第一电容，所述第一开关管的一端与所述第一电容的一端连接，所述第一开关管的另一端与所述第二开关管的一端连接形成第一输入端，所述第二开关管的另一端与所述第一电容的另一端连接形成第一输出端，所述第一输入端能够与正极供电线或其他所述正极半桥单元连接，所述第一输出端能够与其他所述正极半桥单元或卸荷电阻的一端连接。
[0012]根据本技术的一些实施例，所述负极半桥单元包括第三开关管、第四开关管以及第二电容，所述第三开关管的一端与所述第二电容的一端连接，所述第三开关管的另一端与所述第四开关管的一端连接形成第二输入端，所述第四开关管的另一端与所述第二电容的另一端连接形成第二输出端，所述第二输入端能够与所述卸荷电阻的另一端或其他所述负极半桥单元连接，所述第二输出端能够与其他所述正极半桥单元或负极供电线连接。
[0013]根据本技术的一些实施例，还包括第一卸荷开关和/或第二卸荷开关，所述正
极卸荷阀模块通过所述第一卸荷开关与正极供电线连接，所述负极卸荷阀模块通过所述第二卸荷开关与负极供电线连接。
[0014]根据本技术的一些实施例，还包括第一穿墙套管、第二穿墙套管、第一线缆和第二线缆，所述正极卸荷阀模块通过所述第一线缆与所述卸荷电阻的一端连接，所述负极卸荷阀模块通过所述第二线缆与所述卸荷电阻的另一端连接，所述第一穿墙套管套设于所述第一线缆上，所述第二穿墙套管套设与所述第二线缆上。
[0015]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0016]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于，包括：正极卸荷阀模块(100)，包括至少两个串联的正极半桥单元(110)，所述正极卸荷阀模块(100)能够与正极供电线连接；负极卸荷阀模块(200)，包括与所述正极半桥单元(110)数量相同的负极半桥单元(210)，所述负极半桥单元(210)串联，所述负极卸荷阀模块(200)能够与负极供电线连接；卸荷电阻(300)，所述正极卸荷阀模块(100)与所述卸荷电阻(300)的一端连接，所述负极卸荷阀模块(200)与所述卸荷电阻(300)的另一端连接；投切模块(400)，分别与所述正极卸荷阀模块(100)的受控端以及所述负极卸荷阀模块(200)的受控端连接，所述投切模块(400)用于控制所述正极半桥单元(110)的投入数量与所述负极半桥单元(210)的投入数量；电流检测模块(500)，分别与所述正极卸荷阀模块(100)以及所述负极卸荷阀模块(200)连接；比较判定模块(600)，与所述电流检测模块(500)连接，所述比较判定模块(600)用于根据正极卸荷阀模块(100)的电流以及负极卸荷阀模块(200)的电流判定接地故障和/或短路故障。2.根据权利要求1所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述投切模块(400)包括控制单元(410)、偏置单元(420)以及叠加模块(430)，所述叠加模块(430)设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述控制单元(410)与所述第一输入端连接，所述偏置单元(420)与所述第二输入端连接，所述第一输出端与所述正极卸荷阀模块(100)的受控端连接，所述第二输出端与所述负极卸荷阀模块(200)的受控端连接。3.根据权利要求2所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述偏置单元(420)包括与所述第二输入端连接的正弦波发生器，所述叠加模块(430)包括取整单元(431)、相加叠加单元(432)以及相减叠加单元(433)，所述第一输入端分别与所述相加叠加单元(432)以及相减叠加单元(433)连接，所述第二输入端与所述取整单元(431)连接，所述取整单元(431)分别与所述相加叠加单元(432)以及相减叠加单元(433)连接，所述相加叠加单元(432)与所述第一输出端连接，所述相减叠加单元(433)与所述第二输出端连接。4.根据权利要求2所述的半桥集中式直流卸荷设备，其特征在于：所述偏置单元(420)包括与所述第二输入端连接的方波发生器，所述叠加模块(430)包括移相单元(434)、第一相加叠加单元(435)以及第二相加叠加单元(436)，所述第一输入端分别与所述第一相加叠加单元(435)以及所述第二相加叠加单元(436)连接，所述第二输入端分别与所述第一相加叠加单元(435)以及所述移相单元(434)连接，所述移相单元(434)与所述第二相加叠加单元(436)连接，所述第一相加叠加单元(435)与所述第一输出端连接，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，周治国，彭国平，史奔，王红占，袁小波，王博，李东松，白代兵，
申请(专利权)人：广东安朴电力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：