一种阀组快速放电装置及其放电方法与流程

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种阀组快速放电装置，以及该放电装置的快速放电方法。

背景技术：

随着大功率电力电子产品的需求往电压更高、功率容量更大的方向发展，两电平或三电平技术已经满足不了日益增加的电压和容量的需求，越来越多的大功率电力电子产品采用模块化多电平拓扑，例如在高压大功率领域的柔性直流输电电压源换流器或链式静止同步补偿器多采用模块化多电平拓扑。

模块化多电平电压源换流器中的主要组成部分为阀组，阀组主要由可关断半导体器件组成的子模块构成，由于换流站在闭锁时阀组中的子模块形成能量孤岛，自然放电时间过长，造成换流站停运或者断电检修时需要等待很漫长的时间。而整个换流站停运时锁存的能量巨大，很难借助常规的外回路进行快速放电。阀组需要通过一定的方法，并且对负载要求不高的情况，进行低成本的快速放电。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种阀组快速放电装置及其放电方法，可使阀组快速释放其能量，并且负载无需承受很大的电压和电流应力，无需用常规方法经过漫长等待由其内部阻抗慢慢放电，极大地减少阀组停运等待时间或者试验等待的时间，特别是对于含有成百上千个阀组的换流站，意义非常重大。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种阀组快速放电装置，包括待放电的阀组；还包括开关和负载，开关的一端和负载的一端连接，开关的另一端与所述阀组正极连接，负载的另一端与阀组的负极连接；所述开关用于在需要放电时闭合，使阀组的能量向负载释放。

上述阀组由至少一个子模块串联或并联组成。

上述子模块包括至少两个可关断半导体开关器件和至少一个储能电容，所述至少两个可关断半导体开关器件串联后与所述至少一个储能电容并联，所述至少两个可关断半导体开关器件的连接点为子模块的正极，所述至少一个储能电容的一端为子模块的负极。

上述子模块包括四个可关断半导体开关器件和至少一个储能电容，所述四个可关断半导体开关构成一个全桥电路，所述全桥电路直流端与所述各储能电容并联，所述全桥电路的交流端为所述的子模块的正负极。

一种如前所述的阀组快速放电装置的放电方法，包括如下步骤：

步骤1，闭合开关；

步骤2，交替开通阀组中至少一个子模块的开关器件，子模块中的能量通过其开关器件向负载释放；

步骤3，待达到预设条件，跳开开关，阀组闭锁。

上述步骤3中，预设条件为阀组能量释放到一定阶段或出现故障。

上述放电方法还包括：对放电过程进行监视，判断是否出现故障，若出现故障则启动保护动作，待故障解除后再解除保护动作。

采用上述方案后，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种阀组快速放电的方法，对阀组进行低成本的快速放电，并且对负载承受的电压电流应力要求较低，解决了换流站停运或者断电检修时需要等待很漫长的时间的难题。

(2)本发明提供的一种阀组快速放电的方法，极大地降低了整个换流站停运时锁存的能量巨大无法快速释放造成的风险。

(3)本发明提供的一种阀组快速放电的方法，通过对放电过程的监视，判定其是否有故障，若有故障，启动保护动作，待故障解除后再解除保护动作，保证了阀组和试验装置在放电过程中的安全。

附图说明

图1是本发明的放电装置电路图。

图2至图3是本发明中子模块的两种实施方式电路图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种阀组快速放电装置，包括待放电的阀组V、开关Km和负载Z，开关的一端和负载的一端连接，开关的另一端与所述阀组V中子模块M的正极连接，负载的另一端与阀组中子模块M的负极连接。

图2是本发明提供的所述的子模块M的第一种实施方式，所述阀组由至少一个子模块M串联或并联组成，所述子模块包括至少两个可关断半导体开关器件T1、T2和至少一个储能电容C，所述至少两个可关断半导体开关器件串联后与所述至少一个储能电容并联，所述至少两个可关断半导体开关器件的连接点为子模块的正极，所述至少一个储能电容的一端为子模块的负极。

图3是本发明提供的所述的子模块M的第二种实施方式，所述阀组由至少一个子模块M串联或并联组成，所述子模块包括四个可关断半导体开关器件T和至少一个储能电容C，所述四个可关断半导体开关构成一个全桥电路，所述全桥电路直流端与所述至少一个储能电容并联，所述全桥电路的交流端为所述的子模块的正负极。

基于以上装置，本发明还提供一种阀组快速放电的方法，包括如下步骤：

步骤1，闭合开关Km；

步骤2，交替开通阀组V中至少一个子模块M的开关器件T1，子模块M中的能量通过其开关器件T1向负载Z快速释放；

步骤3，待阀组V能量释放到一定阶段或出现故障，跳开开关Km，阀组V闭锁。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。