CN207798966U - 一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路，包括直流电源、辅助阀、试品阀和负载电抗器，辅助阀、负载电抗器和试品阀依次串联，辅助阀和试品阀均包括N个串联的子模块，直流电源设有N个输出接口，N个输出接口分别与辅助阀中的支撑电容连接。本实用新型提供的技术方案只通过直流电源设有的N个输出接口为辅助阀中的支撑电容充电和补能，而不需要单独设置另外的直流电源的为试品阀中的支撑电容充电，使得整个试验电路成本较低。采用本实用新型提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路能够准确的反映模块化多电平换流阀的运行工况。

Description

一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路

技术领域

本实用新型涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路。

背景技术

柔性直流输电相比于交流输电和传统直流输电，在运行性能上具有独特的优势。随着模块化多电平柔性直流输电换流阀技术的不断发展，柔性直流输电工程、柔性直流输电网络建设的脚步也不断加快。作为模块化多电平柔性直流输电的核心设备之一，柔性直流输电换流阀的性能决定着柔性直流输电系统的运行可靠性和稳定性，因此，保证模块化多电平柔性直流输电换流阀(即模块化多电平换流阀)的可靠性成为保证柔性直流输电系统可靠性的必要措施之一。

模块化多电平换流阀的最小功能单元是子模块，因此，柔性直流输电系统的安全稳定运行，等效为每个子模块单元均能承受柔性直流输电系统实际工况下的电气应力，并可以在此电气应力下稳定可靠运行。因此，对每一个子模块进行稳态试验是柔性直流输电子模块生产过程中必不可少的关键环节。现有技术中针对于模块化多电平换流阀的稳态试验往往设有两个直流电源，分别为充电直流电源和补能直流电源，两者均只具有一个输出接口。补能直流电源与辅助阀低压端子模块的支撑电容连接，用于给试验电路补充有功损耗；充电直流电源用于为试验回路中所有电容充电，使辅助阀和试品阀建立触发解锁的试验电压。由于辅助阀和试品阀中的子模块较多，试验回路的有功损耗较大，因此对补能直流电源的功率输出能力有很高的要求。因此，现有技术中关于模块化多电平换流阀的稳态试验电路成本高，且电路复杂，不能准确的反映模块化多电平换流阀的运行工况。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中试验电路成本高和电路复杂的不足，本实用新型提供了一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路，通过直流电源、辅助阀、试品阀和负载电抗器，其中的辅助阀、负载电抗器和试品阀依次串联，通过直流电源设有的N个输出接口为辅助阀中的支撑电容充电和补能，试验电路成本低且电路结构简单。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：

本实用新型提供了一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路，包括直流电源、辅助阀、试品阀和负载电抗器；

所述辅助阀、负载电抗器和试品阀依次串联，所述辅助阀和试品阀均包括N个串联的子模块，所述直流电源设有N个输出接口，所述N个输出接口分别与辅助阀中的支撑电容连接。

所述辅助阀中的第一个子模块高压端出线通过负载电抗器与试品阀中的第一个子模块的高压端出线连接，所述辅助阀中的第N个子模块低压端出线与试品阀中的第N个子模块低压端出线直接连接。

所述子模块包括支撑电容C、均压电阻R、IGBT1、IGBT2、与IGBT1反并联的二极管D1、与IGBT2反并联的二极管D2、旁路晶闸管T和旁路开关K。

所述支撑电容C与均压电阻R并联，所述IGBT1和IGBT2通过均压电阻R反向并联，所述旁路晶闸管T和旁路开关K均与IGBT2并联。

所述直流电源的N个输出接口串联，每个输出接口的传输功率均不小于20kW。

所述直流电源的N个输出接口均为稳压输出模式，且不同输出接口的电压之间的差异在1％以内。

所述负载电抗器的耐压等级不低于辅助阀/试品阀输出电压峰值的两倍。

所述负载电抗器的电感范围为0.1mH～0.8mH，其通流能力范围为500A～5kA。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路设有直流电源、辅助阀、试品阀和负载电抗器，其中的辅助阀、负载电抗器和试品阀依次串联，试验电路结构简单；

本实用新型提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路只通过直流电源设有的N个输出接口为辅助阀中的支撑电容充电和补能，而不需要单独设置另外的直流电源的为试品阀中的支撑电容充电，使得整个试验电路成本较低；

采用本实用新型提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路能够准确的反映模块化多电平换流阀的运行工况。

附图说明

图1是本实用新型实施例中模块化多电平换流阀的稳态试验电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例提供了一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路，该稳态试验电路的结构图如图1所示，其具体包括直流电源、辅助阀、试品阀和负载电抗器；

其中辅助阀、负载电抗器和试品阀依次串联，辅助阀和试品阀均包括N个串联的子模块，所述直流电源设有N个输出接口，直流电源的N个输出接口串联，N个输出接口分别与辅助阀中的支撑电容连接。为了满足为辅助阀支撑电容的功率需求，每个输出接口的传输功率均不小于20kW。直流电源的N个输出接口均为稳压输出模式，且电压具有一致性，且不同输出接口的电压之间的差异在1％以内。

辅助阀中的第一个子模块高压端出线通过负载电抗器与试品阀中的第一个子模块的高压端出线连接，且辅助阀中的第N个子模块低压端出线与试品阀中的第N个子模块低压端出线直接连接。

上述的子模块包括支撑电容C、均压电阻R、IGBT1、IGBT2、与IGBT1反并联的二极管D1、与IGBT2反并联的二极管D2、旁路晶闸管T和旁路开关K。

支撑电容C与均压电阻R并联，IGBT1和IGBT2通过均压电阻R反向并联，旁路晶闸管T和旁路开关K均与IGBT2并联。

负载电抗器的耐压等级不低于辅助阀/试品阀输出电压峰值的两倍，以保证负载电抗器在稳态试验电路中的安全运行；

另外，负载电抗器的电感范围为0.1mH～0.8mH，以保证辅助阀、试品阀电流的可以达到期待电流水平；考虑现有柔性直流工程的电压等级和换流阀制造水平，负载电抗器的通流能力范围为500A～5kA。

本实用新型实施例提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路只通过直流电源设有的N个输出接口为辅助阀中的支撑电容充电和补能，而不需要单独设置另外的直流电源的为试品阀中的支撑电容充电，使得整个试验电路路成本低且电路结构简单；

采用本实用新型提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路能够准确的反映模块化多电平换流阀的运行工况，由此可见，本实用新型实施例提供的模块化多电平换流阀的稳态试验电路可靠性高。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，包括直流电源、辅助阀、试品阀和负载电抗器；

所述辅助阀、负载电抗器和试品阀依次串联，所述辅助阀和试品阀均包括N个串联的子模块，所述直流电源设有N个输出接口，所述N个输出接口分别与辅助阀中的支撑电容连接。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述辅助阀中的第一个子模块高压端出线通过负载电抗器与试品阀中的第一个子模块的高压端出线连接，所述辅助阀中的第N个子模块低压端出线与试品阀中的第N个子模块低压端出线直接连接。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述子模块包括支撑电容C、均压电阻R、IGBT1、IGBT2、与IGBT1反并联的二极管D1、与IGBT2反并联的二极管D2、旁路晶闸管T和旁路开关K。

4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述支撑电容C与均压电阻R并联，所述IGBT1和IGBT2通过均压电阻R反向并联，所述旁路晶闸管T和旁路开关K均与IGBT2并联。

5.根据权利要求1所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述直流电源的N个输出接口串联，每个输出接口的传输功率均不小于20kW。

6.根据权利要求1或5所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述直流电源的N个输出接口均为稳压输出模式，且不同输出接口的电压之间的差异在1％以内。

7.根据权利要求1或2所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述负载电抗器的耐压等级不低于辅助阀/试品阀输出电压峰值的两倍。

8.根据权利要求1或2所述的模块化多电平换流阀的稳态试验电路，其特征在于，所述负载电抗器的电感范围为0.1mH～0.8mH，其通流能力范围为500A～5kA。