一种新型强迫换相桥路的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种新型强迫换相桥路，所述换相桥路的一相半桥臂包括并联连接的两个晶闸管串；晶闸管串包括串联连接的N+1个晶闸管；两个晶闸管串中电气连接顺序相同的晶闸管的阴极通过电容相连；电容的数目为N，N至少为2。和现有技术相比，本发明提供的一种新型强迫换相桥路，适用于传统高压直流输电中，不仅可以实现故障情况下晶闸管的可靠关断，而且在换流阀正常工作时电容器不投入使用，因此不会产生大量谐波，延长电容使用寿命；同时电容器采用分级方式，将换相桥路中单个电容承受的电压由N个电容器共同来承受，解决了单个电容的耐压问题，减小了电容器的制造成本及参数要求。
【专利说明】一种新型强迫换相桥路
【技术领域】
[0001]本发明涉及输配电【技术领域】，具体涉及一种强迫换相桥路。
【背景技术】
[0002]传统高压直流输电的一相半桥臂由若干晶闸管串联组成，正常情况下串联晶闸管在触发信号的作用下可同时导通关断；故障情况下当两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内，如果未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕，均会导致阀电压转变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，则会发生换相失败。
[0003]强迫换相主要采用换流电容充放电的方法，向需要关断的晶闸管施加反压，以实现换流。现有技术中强迫换相电路主要包括串联电感式电压源型逆变器和串联二极管式电流型逆变器，虽然这两种逆变器拓扑结构均可以实现故障情况下晶闸管的可靠关断，但是由于强迫换相中的电容时刻都在投入运行，使得换流阀正常工作时产生大量谐波，同时随着直流输电的电压等级不断提高，接入输配电系统中的电容体积以及造价都会很高。
[0004]因此，提供一种能够显著减少换流阀工作谐波，延长电容使用寿命的强迫换相电路显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种新型强迫换相桥路，所述换相桥路的一相半桥臂包括并联连接的两个晶闸管串；所述晶闸管串包括串联连接的N+1个晶闸管；两个所述晶闸管串中电气连接顺序相同的晶闸管的阴极通过电容相连；所述电容的数目为N, N至少为2。
[0006]优选的，所述半桥臂包括四种电流流通路径；换流阀正常工作时，电流流通路径为触发导通后的一个晶闸管串形成的支路，另一个晶闸管串和N个所述电容不工作；系统发生故障时，若一个晶闸管串不能关断换流阀无法实现换相，则触发导通另一个晶闸管串中连接于电容之间承受正向压降的晶闸管，电流流通路径为依次通过电容导通的故障晶闸管和触发导通的晶闸管形成的支路；
[0007]优选的，换流阀强迫换相时，与所述触发导通的晶闸管的阳极相连的电容电极板电位为正，与所述晶闸管的阴极相连的电容电极板电位为负；
[0008]优选的，换流阀强迫换相时，与所述晶闸管导通连接的电容自动放电-充电，当换流阀强迫换相成功后，与所述触发导通的晶闸管的阳极相连的电容电极板电位为负，与所述晶闸管的阴极相连的电容电极板电位为正；
[0009]优选的，换流阀强迫换相结束后，其所有导通状态的晶闸管均因承受反向电压而自行关断，换相成功。
[0010]与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是:
[0011]1、本发明提供的一种新型强迫换相桥路，两个晶闸管串之间通过串联N个电容，将一相半桥臂分为N+1段，即N+1级拓扑，采用电容分级方式，将换相桥路中单个电容承受的电压由N个电容器共同来承受，解决了单个电容的耐压问题，减小了电容器的制造成本及参数要求；
[0012]2、本发明提供的一种新型强迫换相桥路，适用于传统高压直流输电中，不仅可以实现故障情况下晶闸管的可靠关断，而且在换流阀正常工作时电容器不投入使用，因此不会产生大量谐波，延长电容使用寿命；
[0013]3、本发明提供的一种新型强迫换相桥路，在不需要外部电源的情况下，能够实现电容自充电。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0015]图1是:本发明提供的一种新型强迫换相桥路拓扑图；
[0016]图2是:本发明实施例中一种新型强迫换相桥路的三级拓扑图；
[0017]图3是:本发明实施例中换流阀正常工作时强迫换相桥路的电流流通路径图；
[0018]图4是:本发明实施例中换流阀换相时强迫换相桥路的电流流通路径图；
[0019]图5是:本发明实施例中换流阀强迫换相完成时的强迫换相桥路状态图；
[0020]图6是:图4中所示换流阀强迫换相完成后，换流阀再次触发导通时强迫换相桥路电流流通路径图。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0022]本发明提供了一种能够显著减少换流阀工作谐波，延长电容使用寿命的强迫换相电路，如图1所不，该换相桥路的一相半桥臂包括并联连接的两个晶闸管串；每个晶闸管串均包括串联连接的N+1个晶闸管；两个晶闸管串中电气连接顺序相同的两个晶闸管的阴极通过电容相连；电容的数目为N, N至少为2 ；
[0023]该一相半桥臂包括四种电流流通路径:
[0024]换流阀正常工作时，电流流通路径为触发导通后的一个晶闸管串形成的支路，其中另一个晶闸管串和N个电容不工作；
[0025]系统发生故障，若一个晶闸管串不能关断，则触发导通另一个晶闸管串中连接于电容之间承受正向压降的晶闸管，与该晶闸管的阳极相连的电容电极板电位为正，以该晶闸管的阴极相连的电容电极板电位为负，此时电流流通路径为依次通过两个电容导通的故障晶闸管和触发导通的晶闸管形成的支路。
[0026]如图2所示本实施例中强迫换相桥路的一相半桥臂包括由晶闸管VT1、VT2、VT3串联构成的第一晶闸管串，晶闸管VTI’、VT2’、VT3’串联构成的第二晶闸管串以及电容C1、C2。
[0027]换流阀正常工作时，电流流通路径为触发导通后的第一晶闸管串VT1、VT2、VT3形成的支路，第二晶闸管串以及电容C1、C2不工作，如图3所示，此时电容C1两端电位左正右负，电容C2两端电位左负右正。
[0028]当系统发生故障，若第一晶闸管串VT1、VT2、VT3不能关断，换流阀不能可靠换相，触发导通第二晶闸管串中的晶闸管VT2 ’，电容C1、C2开始放电，晶闸管VT1、电容C1、晶闸管VT2’、电容C2和晶闸管VT3形成电流流通路径，如图4所示；经过一段时间后电容Q、C2由放电开始充电，此时电容C1两端电位左负右正，电容C2两端电位左正右负，晶闸管VTl^aH闸管VT2’、和晶闸管VT3承受反向电压关断，第一晶闸管串和第二晶闸管串随即全部关断，换相成功。所述系统为包含有基于本实施例中强迫换相桥路的换流阀的电力系统。
[0029]一相半桥臂换相成功后的电容(^、(:2的荷电状态如图5所示，当换流阀再次进行换相时，由于电容仏两端电位左负右正，电容C2两端电位左正右负，电流流通路径为触发导通后的第二晶闸管串VT1’、VT2’、VT3’形成的支路；当系统发生故障，若第二晶闸管串VT1’、VT2’、VT3’不能关断，触发导通第一晶闸管串中的晶闸管VT2，电容CpC2开始放电，晶闸管VTl\电容C1、晶闸管VT2、电容C2和晶闸管VT3’形成电流流通路径，经过一段时间后电容C1^ C2由放电开始充电，此时电容C1两端电位左正右负，电容C2两端电位左负右正，晶闸管VT1’、晶闸管VT2、和晶闸管VT3’承受反向电压关断，第一晶闸管串和第二晶闸管串随即全部关断，换相成功。所述系统为包含有基于本实施例中强迫换相桥路的换流阀的电力系统。
[0030]最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范`围。
【权利要求】
1.一种新型强迫换相桥路，其特征在于，所述换相桥路的一相半桥臂包括并联连接的两个晶闸管串；所述晶闸管串包括串联连接的N+1个晶闸管；两个所述晶闸管串中电气连接顺序相同的晶闸管的阴极通过电容相连；所述电容的数目为N，N至少为2。
2.如权利要求1所述的一种新型强迫换相桥路，其特征在于，所述半桥臂包括四种电流流通路径；换流阀正常工作时，电流流通路径为触发导通后的一个晶闸管串形成的支路，另一个晶闸管串和N个所述电容不工作；系统发生故障时，若一个晶闸管串不能关断换流阀无法实现换相，则触发导通另一个晶闸管串中连接于电容之间承受正向压降的晶闸管，电流流通路径为依次通过电容导通的故障晶闸管和触发导通的晶闸管形成的支路。
3.如权利要求2所述的一种新型强迫换相桥路，其特征在于，换流阀强迫换相时，与所述触发导通的晶闸管的阳极相连的电容电极板电位为正，与所述晶闸管的阴极相连的电容电极板电位为负。
4.如权利要求3所述的一种新型强迫换相桥路，其特征在于，换流阀强迫换相时，与所述晶闸管导通连接的电容自动放电-充电，当换流阀强迫换相成功后，与所述触发导通的晶闸管的阳极相连的电容电极板电位为负，与所述晶闸管的阴极相连的电容电极板电位为正。
5.如权利要求4所述的一种新型强迫换相桥路，其特征在于，换流阀强迫换相结束后，其所有导通状态的晶闸管均因承受反向电压而自行关断，换相成功。
【文档编号】H02M7/521GK103825484SQ201410081076
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】郭春义, 李春华, 刘羽超, 赵成勇, 李路遥, 许韦华, 阳岳希 申请人:华北电力大学, 国网智能电网研究院, 中电普瑞电力工程有限公司, 国家电网公司