一种MMC子模块及MMC制造技术

本发明专利技术涉及一种MMC子模块及MMC，包括旁路开关误合冲击电流抑制支路和MMC子模块主回路，通过将防爆型水冷散热电感与旁路开关串联，共同构成旁路开关误合冲击电流抑制支路，可有效降低MMC子模块旁路开关误合产生的冲击电流，确保旁路开关能够可靠闭合并长期通流、维护换流阀设备稳定运行。维护换流阀设备稳定运行。维护换流阀设备稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种MMC子模块及MMC


[0001]本专利技术涉及一种MMC子模块及MMC，属于模块化多电平换流器


技术介绍

[0002]模块化多电平换流器技术是目前高压大容量柔性直流工程建设的主流技术路线，其换流阀桥臂通常由上百个MMC子模块串联组成。旁路开关是MMC子模块故障旁路保护的核心器件，当MMC子模块出现故障时，旁路开关主接点快速闭合，旁路故障MMC子模块，维持系统正常运行。
[0003]MMC子模块在正常运行工况下，旁路开关的主接点为开路，两个绝缘栅双极晶体管交替导通；在上管绝缘栅双极晶体管导通过程中，若旁路开关在未接收到闭合触发信号的情况下发生误合，则直流电容通过上管绝缘栅双极晶体管、旁路开关形成直通放电，产生巨大冲击电流。随着柔直工程MMC子模块的电压等级和电容容量不断提升，该冲击电流的峰值可达到兆安级。目前的旁路开关可承受数百千安的冲击电流，但是面对兆安级的冲击电流，旁路开关无法做到可靠闭合并长期通流，同时MMC子模块的叠排、水管等零部件也将发生炸裂，从而引起整个换流阀闭锁跳闸，严重危害电力系统稳定运行。
[0004]因此，提出一种MMC子模块及MMC，降低MMC子模块旁路开关误合产生的冲击电流，保证旁路开关可靠闭合并长期通流、维护设备稳定运行是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种MMC子模块及MMC，用以解决开关误合产生冲击电流导致电力系统不能稳定运行的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
>[0007]一种MMC子模块，包括MMC子模块主回路和与MMC子模块主回路并联的旁路支路，旁路支路上串设有用于旁路MMC子模块主回路的旁路开关，旁路支路上还串设有电感，用于当MMC子模块主回路正常工作时，若旁路开关发生误合，抑制冲击旁路开关的冲击电流。
[0008]有益效果为：旁路支路串设电感，可以有效降低MMC子模块旁路开关误合产生的直通短路冲击电流，减小电流应力，维护设备稳定运行。
[0009]进一步地，电感采用防爆型水冷散热电感。
[0010]有益效果为：采用防爆型水冷散热电感，稳定性更高；散热性强，当旁路开关闭合后，电感可维持长期通流。
[0011]进一步地，MMC子模块主回路采用半桥结构或全桥结构构成的主回路。
[0012]有益效果为：采用半桥MMC子模块或全桥MMC子模块，应用面积更广泛。
[0013]一种MMC，包括三相六个桥臂，每个桥臂上串设若干个MMC子模块，每个MMC子模块包括MMC子模块主回路和与MMC子模块主回路并联的旁路支路，旁路支路上还串设有电感，用于当MMC子模块主回路正常工作时，若旁路开关发生误合，抑制冲击旁路开关的冲击电流。
[0014]有益效果为：MMC由包括MMC子模块主回路和与MMC子模块主回路并联的旁路支路，可以有效降低MMC子模块旁路开关误合产生的直通短路冲击电流，减小电流应力，维护设备稳定运行。
[0015]进一步地，电感采用防爆型水冷散热电感。
[0016]有益效果为：采用防爆型水冷散热电感，稳定性更高。
[0017]进一步地，MMC子模块主回路采用半桥结构或全桥结构构成的主回路。
[0018]有益效果为：采用半桥MMC子模块或全桥MMC子模块，应用面积更广泛。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的MMC子模块典型拓扑示意图；
[0020]图2是本专利技术的全桥MMC子模块拓扑示意图；
[0021]图3
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1是本专利技术无电感时直流电容放电波形；
[0022]图3
‑
2是本专利技术含有时直流电容放电波形。
[0023]其中，101是旁路支路，102是MMC子模块主回路。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。
[0025]MMC子模块的实施例1：
[0026]本专利技术提供了一种MMC子模块，该拓扑示意图如图1所示，包括：旁路支路101和MMC子模块主回路102；旁路支路101并联在MMC子模块主回路102的端口；以下对拓扑图进行详细说明。
[0027]MMC子模块主回路102包括第一绝缘栅双极晶体管S1、第一二极管D1、第二绝缘栅双极晶体管S2、第二二极管D2、均压电阻R1、直流电容C1、晶闸管T1、端口1、端口2。第一绝缘栅双极晶体管S1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管S2的集电极连接，第一绝缘栅双极晶体管S1的集电极与直流电容C1的正极连接；第二绝缘栅双极晶体管S2的发射极与直流电容C1的负极连接；第一二极管D1的阳极与第一绝缘栅双极晶体管S1的发射极连接，第一二极管D1的阴极与第一绝缘栅双极晶体管S1的集电极连接，第二二极管D2的阳极与第二绝缘栅双极晶体管S2的发射极连接，第二二极管D2的阴极与第二绝缘栅双极晶体管S2的集电极连接，均压电阻R1与直流电容C1并联连接，晶闸管T1的阳极与第二绝缘栅双极晶体管S2的发射极连接，晶闸管T1的阴极第二绝缘栅双极晶体管S2的集电极连接，端口1与第二绝缘栅双极晶体管S2的集电极连接，端口2与第二绝缘栅双极晶体管S2的发射极连接。在MMC子模块正常工作情况下，MMC子模块控制第一绝缘栅双极晶体管S1和第二绝缘栅双极晶体管S2交替导通，当S1导通时，MMC子模块被投入，端口1和端口2输出直流电容C1的电压，当S2导通时，MMC子模块被切除，端口1和端口2输出零电平；均压电阻R1用于MMC子模块的自然均压；晶闸管T1用于分担MMC换流阀双极短路故障电流。
[0028]旁路支路101包括电感L1和旁路开关K1，电感L1和旁路开关K1串联连接。电感L1采用防爆型水冷散热电感，并具备冲击电流耐受能力；旁路开关K1接受MMC子模块控制，MMC子模块正常工作时，旁路开关K1保持开路状态，当MMC子模块发生故障时，闭锁第一绝缘栅双极晶体管S1和第二绝缘栅双极晶体管S2，并触发旁路开关K1导通；在MMC子模块正常工作
时，旁路开关K1存在误导通的可能性，若旁路开关K1误导通的瞬间，第一绝缘栅双极晶体管S1同样处于导通状态，则直流电容C1储存的电能通过第一绝缘栅双极晶体管S1、电感L1和旁路开关K1形成放电回路，电感L1可有效限制短路冲击电流。
[0029]MMC子模块的实施例2：
[0030]本专利技术提供了一种全桥MMC子模块，该拓扑示意图如图2所示，全桥子模块包括旁路支路101和MMC子模块主回路102。MMC子模块主回路102与第一个实施例的不同点在于，全桥子模块增加第三绝缘栅双极晶体管S3、第三二极管D3、第四绝缘栅双极晶体管S4、第四二极管D4。MMC子模块控制S1与S4同时导通，此时子模块端口1、2之间输出直流电容C1正向电压；控制S2与S3同时导通，此时子模块端口1、2之间输出直流电容C1反向电压；控制S1、S3或S2、S4同时导通时，子模块端口1、2之间输出零电平。在子模块控制S1与S4同时导通，或者S2与S3同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MMC子模块，包括MMC子模块主回路和与MMC子模块主回路并联的旁路支路，旁路支路上串设有用于旁路MMC子模块主回路的旁路开关，其特征在于，旁路支路上还串设有电感，用于当MMC子模块主回路正常工作时，若旁路开关发生误合，抑制冲击旁路开关的冲击电流。2.根据权利要求1所述的MMC子模块，其特征在于，所述电感采用防爆型水冷散热电感。3.根据权利要求1或2所述的MMC子模块，其特征在于，所述MMC子模块主回路采用半桥结构或全桥结构构成的主回路。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：田颀，常忠廷，韩坤，司志磊，胡四全，贺霖华，刘路路，夏克鹏，户永杰，黄瑶玲，张磊，胡学彬，韩情涛，王帅卿，白磊成，刘浔，胡秋玲，张文锦，谭静，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司直流公司许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：