一种IGBT换流阀子模块控制电源电路的制作方法

一种igbt换流阀子模块控制电源电路
技术领域
1.本实用新型具体涉及一种igbt换流阀子模块控制电源电路，属于输变电技术领域。


背景技术：

2.随着我国电力行业的快速发展，以igbt换流阀为核心换流元件的柔性直流换流站开始崭露头角。igbt换流阀是柔性直流输电系统的核心设备，其作用是进行交流电与直流电的相互转换，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制。igbt换流阀塔由一定数量的子模块构成，igbt子模块是柔直换流阀的核心器件，通过控制其开通与关断控制子模块是否输出电压，其主体是反并联的两个绝缘栅双极型晶体管(igbt)，与igbt并联的晶闸管在阀故障时，阀控控制其触发导通，对故障子模块旁路分流；旁路开关可以不依赖阀控在本体故障时快速闭合，将故障子模块旁路，实现子模块的冗余控制，一旦动作合上检修时需手动分闸；电容起到支撑和稳定子模块电压的作用，也是子模块控制器的上级电源。电源板将高压电变换为低压直流电，为子模块控制器提供控制电源。均压电阻在换流阀运行时均衡子模块电压，换流阀停运检修时对电容放电。
3.目前常见的igbt子模块的sce板和igbt驱动板与取能电源之间没有任何隔离，当sce板活igbt驱动板出现短路点时，由于无任何隔离措施，中控板中的储能电容将迅速向短路点放电，造成中控板迅速失电。中控板失电将进一步导致子模块上行通讯故障，同时无法返回旁路开关状态。此时阀控将判定旁路开关拒动，引起直流系统闭锁跳闸的严重后果。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型为解决当前igbt子模块的sce板和igbt驱动板与取能电源之间存在的缺陷，提高igbt子模块的运行稳定性，确保高压直流系统的安全稳定运行，提供一种新型igbt换流阀子模块控制电源电路。一方面，利用改进后的子模块电源回路可以大幅度提高换流阀子模块控制回路电源的可靠性，另一方面也使得柔性直流换流站的高压直流系统运行稳定性大大增强，能够减少直流系统闭锁跳闸现象的发生。
5.本新型的具体的方案为：
6.一种igbt换流阀子模块控制电源电路，包括第一igbt、第二igbt，所述igbt换流阀子模块控制电源电路还包括直流电容器、均压电阻器、晶闸管、旁路开关、第一驱动板、第二驱动板、中控板、取能电源，所述第一igbt、第二igbt反并联后与直流电容器、均压电阻器并联，第一驱动板、第二驱动板分别与第一igbt、第二igbt串联连接，晶闸管、旁路开关均与第二igbt并联，中控板分别串联连接第一驱动板、第二驱动板、晶闸管、旁路开关，且与直流电容器并联连接，所述取能电源的输入端连接直流电容器，取能电源的输出端通过第一二极管连接中控板，取能电源的输出端通过第二二极管连接第一驱动板及第二驱动板。进一步的，所述芯片为纯铜制成。
7.进一步的，所述igbt换流阀子模块用于通过控制其开通与关断控制子模块是否输
出电压。
8.进一步的，所述晶闸管用于在阀故障时，触发导通，对故障子模块旁路分流。
9.进一步的，所述旁路开关用于在子模块故障时快速闭合，将故障子模块旁路，实现子模块的冗余控制。
10.进一步的，所述直流电容用于起到支撑和稳定子模块电压的作用，是子模块控制回路的上级电源。
11.进一步的，所述取能电源用于将高压电变换为低压直流电，为子模块控制器提供控制电源，均压电阻器用于在换流阀运行时均衡子模块电压，换流阀停运检修时对电容放电。
12.本新型的有益效果在于：本新型提供的igbt换流阀子模块控制电源电路，在igbt换流阀子模块的sce板和igbt驱动板与低压取能电源之间增设了2个二极管，其中一个二极管接于sce板与低压电源之间，另一个二极管接于igbt驱动板与低压电源之间。由于二极管的单向导电性，当sce板或igbt驱动板出现短路或者接地故障时，可以使故障点有效隔离。sce板中的储能电容能保证中控版(sce板)的短时供电，将故障子模块的旁路开关合上，避免旁路开关拒动导致直流闭锁等严重事件的发生。
附图说明
13.图1为本实用新型的igbt换流阀子模块控制电源电路的电路图；
14.图2为igbt子模块的工作电路结构图。
15.附图标记如下：
16.1、直流电容器；2、高压电源；3、低压电源；4、旁路开关；5、中控板；6、取能电源；7、均压电阻起；8、第一igbt；9、第二igbt、10、第一驱动板；11、第二驱动板；12、晶闸管；13、第一二极管；14、第二二极管。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：
18.如图1所示，igbt换流阀子模块控制回路取能电源结构图中包含了直流电容器1、高压电源2、低压电源3(取能电源6包括高压电源2、低压电源3)、中控版5(sce板)、igbt驱动板(包括第一驱动板10、第二驱动板11)、旁路开关4、储能单元、触发单元以及二极管(包括第一二极管13、第二二极管14)等部分，本实用新型在igbt换流阀子模块的sce板和igbt驱动板与低压取能电源之间增设了2个二极管，其中第一二极管13接于sce板(中控板5)与低压电源3之间，第二二极管14接于igbt驱动板与低压电源3之间。由于二极管的单向导电性，当sce板或igbt驱动板出现短路或者接地故障时，可以使故障点有效隔离。sce板中的储能电容能保证中控版(sce板)的短时供电，将故障子模块的旁路开关合上，避免旁路开关拒动导致直流闭锁等严重事件的发生。
19.如图2所示，igbt换流阀子模块主要由直流电容器1、均压电阻器7、igbt(第一igbt8、第二igbt9)、晶闸管12、旁路开关4、驱动板(包括第一驱动板10、第二驱动板11)、中控板5以及取能电源6等部分组成。igbt换流阀子模块是柔直换流阀的核心器件，通过控制其开通与关断控制子模块是否输出电压，其主体是反并联的两个绝缘栅双极型晶体管
(igbt)，与igbt并联的晶闸管12在阀故障时，触发导通，对故障子模块旁路分流；旁路开关4可在子模块故障时快速闭合，将故障子模块旁路，实现子模块的冗余控制；直流电容器1起到支撑和稳定子模块电压的作用，也是子模块控制回路的上级电源。取能电源6将高压电变换为低压直流电，为子模块控制器提供控制电源。均压电阻器7在换流阀运行时均衡子模块电压，换流阀停运检修时对电容放电。
20.本实用新型解决了当前igbt子模块的sce板和igbt驱动板与取能电源之间存在的缺陷，提高igbt子模块的运行稳定性，确保高压直流系统的安全稳定运行。一方面，利用改进后的子模块电源回路可以大幅度提高换流阀子模块控制回路电源的可靠性，另一方面也使得柔性直流换流站的高压直流系统运行稳定性大大增强，能够减少直流系统闭锁跳闸现象的发生。
21.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。