[发明专利]一种模块化多电平换流器的保护系统及其保护方法

权利要求书

1.一种模块化多电平换流器的保护系统，所述保护系统包括依次连接的子模块控制器、阀基控制设备和极控系统；其特征在于，所述保护系统包括在所述换流器中的电抗器与电网之间设置电流互感器。

2.如权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述阀基控制设备包括主阀基控制设备和从阀基控制设备；所述极控系统包括主极控系统和从极控系统；

所述主阀基控制设备和从阀基控制设备、所述主极控系统和从极控系统之间通过光纤连接；所述主阀基控制设备和从阀基控制设备分别与所述子模块控制器连接；

所述换流器包括3相6桥臂，所述桥臂包括电抗器和串联的子模块；所述电抗器和所述子模块串联；

所述保护系统的子模块控制器与所述换流器的子模块中IGBT的基极连接。

3.如权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述电流互感器包括电流互感器(I、II)；

所述电流互感器(I、II)的6个测量通道分别与所述6桥臂连接；

所述电流互感器(I、II)的数字输出端口分别与所述主阀基控制设备和所述从阀基控制设备连接，所述电流互感器(I、II)的模拟输出端口分别与所述主极控系统和所述从极控系统连接。

4.如权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述电流互感器为光学电流互感器。

5.一种如权利要求1所述的模块化多电平换流器的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括桥臂过流判定和桥臂过流保护；其中所述过流是指6桥臂的任一桥臂的电流量超过额定电流量的1.5Pu。

6.如权利要求5所述的保护方法，其特征在于，所述桥臂过流判定包括如下步骤：

(1)判断所述主阀基控制设备和从阀基控制设备之间通信状态是否正常，是则进行步骤(2)，否则进行步骤(3)；

(2)所述主阀基控制设备和从阀基控制设备通过相应的所述光学电流互感器I和光学电流互感器II同时对所述6个桥臂进行过流检测，当主阀基控制设备和从阀基控制设备均未检测出过流现象，则主阀基控制设备对桥臂过流判定结果为桥臂未过流；

当主阀基控制设备和从阀基控制设备至少一个检测出过流现象，则主阀基控制设备对桥臂过流判定结果为桥臂过流，并开始执行桥臂过流保护动作；

(3)所述主阀基控制设备通过电流互感器I对所述6个桥臂进行过流检测，得到最终的桥臂过流判定结果。

7.如权利要求5所述的保护方法，其特征在于，所述桥臂过流保护包括如下步骤：

①所述主阀基控制设备和从阀基控制设备判断电流互感器(I、II)通信是否正常；②所述步骤①的通信正常时，根据所述步骤(2)的电流值进行加权平均，重复6次，得到桥臂电流量；

③所述主阀基控制设备判断所述步骤②的桥臂电流量是否属于过流现象，若属于过流现象则进行暂时全局闭锁处理，否则进行步骤④；

④所述主阀基控制设备根据所述步骤(2)和所述步骤(3)出现过流现象的判定结果进行所述暂时全局闭锁处理，根据所述步骤(2)和所述步骤(3)未出现过流现象的判定结果进行桥臂电流量正常处理；

⑤执行所述暂时全局闭锁时间为持续10ms，执行暂时全局闭锁10ms后，主阀基控制设备对暂时全局闭锁次数计数，且未接收到主极控系统下发的全局闭锁信号时，主阀基控制设备执行自动解锁并开启100ms倒数计时；若解锁后100ms内再次发生过流现象，则主阀基控制设备发送永久全局闭锁信号，并主阀基控制设备向主极控系统发送紧急故障跳闸请求；

⑥所述步骤④正常处理的同时判断当前是否处于所述倒数计时状态和所述暂时全局闭锁状态：

若倒数计时状态已结束，则主极控系统将所述暂时全局闭锁次数清零；

若未处于所述暂时全局闭锁状态且未处于所述倒数计时状态，则直接退出处理；

若未处于倒数计时状态，但处于所述暂时全局闭锁状态，则进入所述暂时全局闭锁状态是否结束的判定；

8.如权利要求7所述的保护方法，其特征在于，所述暂时全局闭锁状态是否结束的判定

包括：

若所述暂时全局闭锁状态未结束直接退出处理；

若所述暂时全局闭锁状态结束且当前未收到发送的全局闭锁信号，则执行解锁并开启100ms计时。

9.如权利要求7所述的保护方法，其特征在于，所述暂时全局闭锁处理即关闭所有子模块的IGBT，暂时全局闭锁状态持续时间为10ms。

10.如权利要求7所述的保护方法，其特征在于，所述倒数计时状态持续时间为100ms。