[实用新型]一种柔性直流输电系统用换流阀功率模块旁路结构

说明书

本实用新型公开了一种柔性直流输电系统用换流阀功率模块旁路结构，包括电子旁路、机械旁路和物理旁路；电子旁路为功率模块内部主功率器件，功率单元换流阀桥臂电流导向电子旁路；机械旁路和物理旁路均连接在功率模块两个输出节点之间，功率单元换流阀桥臂电流导向机械旁路和物理旁路。解决了现有柔性直流输电换流阀的机械旁路时间长，机械旁路失败后系统跳闸或者系统炸机的风险。

技术领域

本实用新型属于柔性直流输电技术领域；具体涉及一种柔性直流输电系统用换流阀功率模块旁路结构。

背景技术

目前大多数柔性直流输电换流阀功率单元在故障后，依靠连接在功率单元输出端口的机械旁路开关快速合闸，将故障模块隔离，对机械旁路的合闸时间需求苛刻，特别是随着换流阀容量的提升，大大增加了机械旁路开关的制造难度。在等待机械旁路的动作时大电流灌入系统，电容电压快速上升，容易损坏部件，另外在功率单元机械旁路失效后，大多数系统采用了申请系统跳闸的策略，大大减弱了系统运行的稳定性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种柔性直流输电系统用换流阀功率模块旁路结构；解决了现有柔性直流输电换流阀的机械旁路时间长，机械旁路失败后系统跳闸或者系统炸机的风险。

本实用新型的技术方案是：一种柔性直流输电系统用换流阀功率模块旁路结构，包括电子旁路、机械旁路和物理旁路；电子旁路为功率模块内部主功率器件，功率单元换流阀桥臂电流导向电子旁路；机械旁路和物理旁路均连接在功率模块两个输出节点之间，功率单元换流阀桥臂电流导向机械旁路和物理旁路。

更进一步的，本实用新型的特点还在于：

其中电子旁路连接在换流阀主回路中。

其中物理旁路的导通为：通过触发、物理过压或过流击穿将功率单元换流阀桥臂电流导向物理旁路。

其中电子旁路为全控性功率器件或不控性功率器件。

其中机械旁路为带辅助回报功能的真空接触器。

其中物理旁路为晶阀管或IGBT。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该结构能够快速隔离故障的功率换流阀单元，当子模块故障时，触发电子旁路，将换流阀功率单元故障后，电子旁路能够快速实现旁路，可以提升旁路时间响应。该装置无需外配电子旁路，并且电子旁路能够快速投入降低了换流阀系统对机械旁路的动作时间需求，大大降低了机械旁路的开发难度，特别是在大功率情况下的缓解了大电流灌入系统带来的电压快速上升带来的元部件损坏。物理旁路是在电子旁路、机械旁路均失败后，投入运行，其功能在双重旁路失败下还能保障功率单元可靠切除，将功率单元换流阀桥臂电流导向旁路；实现换流阀系统的继续运行。解决了现有的机械旁路时间长，机械旁路失败后系统跳闸或者系统炸机的风险，提高了换流阀运行的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进一步说明。

本实用新型提供了一种柔性直流输电系统用换流阀功率模块旁路结构，如图1所示，该结构采用功率模块内部的主功率器件S2和S4实现电子旁路，其中S2和S4为全控性功率器件或不控性功率器件；并且采用功率模块输出端口的机械旁路K实现机械旁路，机械旁路为带辅助回报功能的真空接触器；采用功率模块输出端口的物理旁路S实现物理旁路，物理旁路为晶阀管或IGBT等。

如图2所示，功率模块电子旁路能够保障功率模块在故障后，迅速退出系统运行，保障故障模块的故障范围不会扩散，不会引起模块电压超调；即利用电子旁路可以快速隔离故障的功率换流阀单元，故障模块不会因为大电流充入对电容充电，造成当前模块电压泵升。