[实用新型]一种换流器保护电路

说明书

本实用新型公开一种换流器保护电路，用于保护二极管阀组或电流源型阀组单元与电压源型阀组单元串联组成的具有直流故障穿越能力的换流器中的电压源换流器，在具有直流故障穿越能力的换流器两端并联旁通晶闸管阀组，旁通晶闸管阀组的阳极和阴极分别与具有直流故障穿越能力的换流器的正极和负极相连。上述电压源换流器保护电路有效解决了电压源换流器因直流侧引起的过压和过流问题，保证电压源换流器可靠运行。

技术领域

本实用新型属于柔性直流输电、高压直流输电领域，具体涉及一种换流器保护电路。

背景技术

基于晶闸管的电流源型高压直流输电优点为换流器损耗小，发生直流线路故障时可通过移相来重启直流系统；缺点是逆变侧换流器工作在有源逆变，不能接入无源系统；逆变侧接入弱交流系统出现扰动后容易发生换相失败；无功消耗大，电压、电流谐波含量高，需要安装滤波装置提供无功功率和滤波。基于电压源换流器的直流输电优点为可控性高，可接入无源系统，不需要无功补偿装置；缺点为换流器开关损耗大，采用半桥结构的模块化多电平换流器不能控制直流侧故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。

对于直流侧故障，ABB公司采用增加直流线路的断路器来解决直流侧故障；西门子公司采用全桥电路结构来解决；阿尔斯通公司采用全桥电路并且桥臂串联电力电子开关器件的方式来解决；浙江大学采用在主回路串联二极管来解决。上述方案在直流输电系统发生极端故障，如电压源换流器与变压器之间接地、交流系统三相短路，仍然会引起电压源换流器发生严重过压和过流。为了保证上述换流器可靠运行，在该种结构基础上提出一种新的保护电路和保护方法及装置。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种换流器保护电路，防止具有电压源换流器出现严重过压或过流，并控制整流侧换流器使直流电流到零，实现故障重启，保护电压源型阀组单元可靠运行。

为了达成上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种换流器保护电路，用于保护电压源型阀组单元中的电压源换流器，采用如下三种方案之一：

方案一：至少包含一个旁通晶闸管阀组和一个二极管阀组，连接方式为所述二极管阀组与不具有直流故障穿越能力的电压源型阀组单元串联，组成具有直流故障穿越能力的换流器，在具有直流故障穿越能力的换流器两端并联旁通晶闸管阀组，旁通晶闸管阀组的阳极与所述换流器的正极相连，旁通晶闸管阀组的阴极与所述换流器的负极相连；

方案二：至少包含一个旁通晶闸管阀组和一个电流源型阀组单元；连接方式为电流源型阀组单元与不具有直流故障穿越能力的电压源型阀组单元串联，组成具有直流故障穿越能力的换流器；在具有直流故障穿越能力的换流器两端并联旁通晶闸管阀组，旁通晶闸管阀组的阳极与所述换流器的正极相连，旁通晶闸管阀组的阴极与所述换流器的负极相连；

方案三：至少包含一个旁通晶闸管阀组，旁通晶闸管阀组的阳极与具有直流故障穿越能力的电压源型阀组单元的正极相连，旁通晶闸管阀组的阴极与具有直流故障穿越能力的电压源型阀组单元的负极相连。

上述方案中：二极管阀组与不具有直流故障穿越能力的电压源型阀组单元串联连接有两种拓扑结构：

(1)二极管阀组的阴极与电压源型阀组单元的正极相连；或者

(2)二极管阀组的阳极与电压源型阀组单元的负极相连；

对于第(1)种结构，所述具有直流故障穿越能力的换流器的正极为二极管阀组的阳极，所述具有直流故障穿越能力的换流器的负极为电压源型阀组单元的负极；对于第(2)种结构，所述具有直流故障穿越能力的换流器的正极为电压源型阀组单元的正极，所述具有直流故障穿越能力的换流器的负极为二极管阀组的阴极。