[发明专利]一种基于阻尼取能电路的高压直流输电换流阀的等值电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种等值电路，具体讲涉及一种基于阻尼取能电路的高压直流输电换流阀的 等值电路。

背景技术

目前高压直流输电换流阀基于晶闸管换流技术，换流阀由一般晶闸管、阻尼回路、门极 单元触发监测板(或称门极驱动控制保护板、门极单元等，以下简称TTM)组成。其中换流 阀的阻尼回路根据技术路线不同，一般采用两种电路方式：

一种阻尼回路是采用单阻尼回路(见图2)，Rdc和R组成直流均压及电压检测回路， Rd1和Cd1组成阻尼回路，TTM取能回路依托在阻尼回路上实现，阻尼频段单一，取能速 度和容量单一。

另一种阻尼回路是双阻尼回路(见图1)，回路由Cd、Rd2、Cd2组成的低频主阻尼回 路和Cd、Rd1、Cd1组成的高频阻尼回路共同构成，所以称为双阻尼回路，这种阻尼回路适 用于在比较宽的频率范围内阻尼电压，电压检测回路和取能回路与单阻尼回路相同，这种方 法同时具备高频和低频的阻尼特性，但是器件较多，接线比较复杂，对于高压直流输电而言， 绝缘结构设计不好处理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于阻尼取能电路的高压直流输电换流 阀的等值电路，在实际工程中，希望获得一种接线比较简单，阻尼特性比较优良，各种特性 因素相对平衡的阻尼回路。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于阻尼取能电路的高压直流输电换流阀的等值电路，其改进之处在于， 所述等值电路由换流阀塔组成，所述换流阀塔包括至少一个阀层，每个所述阀层包括串联的 阀模块和饱和电抗器，每个阀模块包括串联的晶闸管级TCA，所述晶闸管级TCA包括串联 的阻尼取能电路和晶闸管。

进一步地，两两阀层之间并联有屏蔽罩寄生电容，最顶层的阀层与换流阀塔的横梁之间 并联有横梁寄生电容。

进一步地，所述阻尼取能电路包括阻尼回路和直流均压及电压检测回路，所述阻尼回路 包括阻尼电容Cd、阻尼电阻Rd1和Rd2，所述阻尼电阻Rd1的一端和阻尼电阻Rd2的一端 均与阻尼电容Cd连接；所述阻尼电阻Rd1的另一端和阻尼电阻Rd2的另一端均与晶闸管触 发监测单元TTM连接；

所述直流均压及电压检测回路包括电阻Rdc和R；所述电阻Rdc和电阻R串联后与晶闸 管触发监测单元TTM连接；

所述阻尼电容Cd、直流均压及电压检测回路和晶闸管并联，晶闸管的控制极与晶闸管触 发监测单元TTM连接。

进一步地，所述阻尼电阻Rd1阻值范围为10-100欧姆，阻尼电阻Rd2阻值范围为100-1000 欧姆，为晶闸管关断后的反向恢复电压建立提供两条通路，由Rd1构成的低阻值的通路充电 时间常数τ1＝Rd1×Cd，在发生陡波冲击或反向恢复过电压，阻尼电流通过晶闸管触发监测单 元TTM内部构成的快速阻尼取能回路优先动作，使晶闸管阻尼取能回路具备高频阻尼特性。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、本发明提供了一种基于阻尼取能电路的高压直流输电换流阀的等值电路，其中包括单 电容双阻尼取能回路，在获得与双阻尼回路相近的阻尼特性的基础上，重点提升了TTM的取 能特性，使其同时具备大容量取能和快速取能的能力，同时电气接线相对简单，生产、运维 工作量低。

2、本发明使阀电压在每个晶闸管两端均匀分配，限制晶闸管关断时的反向恢复电压过冲；

3、为TTM同时提供了两种充电电源：常速大容量取能和高速小容量取能；

4、阻尼回路设计在同时具备高频和低频特性同时，简化了系统，降低了工程运维的工作 量；

5、建立的阀塔等值电路模型，为阻尼回路的系统验证提供了重要手段。

附图说明

图1是双阻尼回路原理图；

图2是单阻尼回路原理图；

图3是本发明提供的阻尼取能回路原理图；

图4是本发明提供的阻尼效果比较图；

图5是本发明提供的阀层冲击电压对比图；

图6是本发明提供的冲击电压下的阀塔等值电路图；其中：SR-饱和电抗器；TCA-晶闸 管压装单元(也称晶闸管级)；C_LL-阀层间屏蔽罩之间电容；C_G-屏蔽罩对地电容。

具体实施方式