一种极间电流转移开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电流转移开关，具体涉及一种极间电流转移开关。
【背景技术】
[0002]近年，城市用电负荷不断增长，客观上要求电网规模与传输容量保持持续发展，然而目前城市电网普遍存在以下问题。
[0003]城市用电负荷增加，交流线路输送能力不足，线路走廊匮乏。对于重载的交流线路，无法通过加装FACTS装置大幅提高输送能力，而新建线路遇到的阻力越来越大，特别是进城的线路工程，在征地、环保方面难以得到支持。城市电网结构日益紧密，短路电流问题突出。
[0004]城市电网发展速度较快，电网线路相互交织，紧密程度较高，等效阻抗较小，导致电网的短路电流水平较高。如采用新建交流线路来解决城市电网供电能力不足的问题，将会造成电网进一步紧密，等效阻抗进一步减小，从而导致短路电流增大，影响电网安全运行。
[0005]城市电网无功电压调节日趋困难，电压稳定性问题不容忽视。城市电网中电缆线路日益增多，市区变电站受用地限制，感性无功配置普遍不足，无功电压调节日趋困难，尤其是电网低谷负荷时段，电压偏高情况严重。此外，城市电网中空调负荷、电动机负荷比重较大，由于快速的动态无功调整能力不足，电网高峰负荷时段动态电压稳定问题逐渐突出。
[0006]鉴于上述问题，有必要研宄新的技术手段，既要充分发挥现有线路走廊的输电潜力，又要防止出现短路电流超标和动态无功支撑不足等问题。
[0007]从输电线路方面来看，制约交流线路传输容量的主要因素是绝缘耐受能力。目前，交流系统的绝缘按照电压峰值设计，但是传输容量是由电压有效值决定，仅为峰值的71%。研宄表明，交流线路在直流方式下运行，由于绝缘层内的电场分布、发热情况等方面的差异，交流线路的直流绝缘强度几乎是交流电压的2?3倍或更大。另外，对于电缆线路，由于其电容要比架空线路大得多，如果采用交流输电方式并且当电缆长度超过一定数值(如40?60km)时，就会出现电容电流占用电缆芯线全部有效负载能力的情况，而采用直流输电方式，其稳态电容电流仅是由纹波电压引起，数值很小，故电缆的送电长度几乎不受电容电流的限制。
[0008]综上，需要提供一种将三相交流线路改造为柔性直流输电的方案，特别是需要提供一种极间电流转移开关，减小在其切换过程中需要断开的电流值。
【发明内容】
[0009]为了满足现有技术的需要，本实用新型提供了一种极间电流转移开关。
[0010]本实用新型的技术方案为:
[0011]所述开关包括主动支路、从动支路和全桥子模块；所述主动支路包括串联的上桥臂和下桥臂，所述从动支路也包括串联的上桥臂和下桥臂；
[0012]所述主动支路的上桥臂和从动支路的上桥臂之间连接有第一极导线，主动支路的下桥臂和从动支路的下桥臂之间连接有第二极导线；主动支路的上桥臂和下桥臂相连，从动支路的上桥臂和下桥臂也相连，主动支路的两个桥臂连接点与从动支路的两个桥臂连接点之间连接第三极导线。
[0013]优选的，所述主动支路的上桥臂与分流电阻连接后接入所述第一极导线；所述从动支路的下桥臂与分流电阻连接后接入所述第二极导线；
[0014]所述分流电阻端并联有全控型器件，用于旁路所述分流电阻；
[0015]优选的，所述主动支路的上桥臂和下桥臂，以及所述从动支路的上桥臂和下桥臂均为一个开关组件；所述开关组件包括串联的全控型器件和隔离开关；
[0016]优选的，所述主动支路中上桥臂的全控型器件的集电极与第一极导线连接，下桥臂的全控型器件的发射极与第二极导线连接；所述从动支路中上桥臂的全控型器件的发射极与第一极导线连接，下桥臂的全控型器件的集电极与第二极导线连接；
[0017]优选的，所述主动支路的上桥臂的全控型器件的集电极与第一直流系统的正极连接，下桥臂的全控型器件的发射极与第一直流系统的负极连接；所述从动支路的上桥臂的全控型器件的发射极与第二直流系统的正极连接，下桥臂的全控型器件的集电极与第二直流系统的负极连接；
[0018]优选的，所述全桥子模块包括依次并联的第一桥臂、电容器和第二桥臂；所述第一桥臂包括两个串联的全控型器件，所述全控型器件的连接点连接于所述主动支路的上桥臂和下桥臂之间；
[0019]所述第二桥臂也包括两个串联的全控型器件，所述全控型器件的连接点连接于所述从动支路的上桥臂和下桥臂之间；
[0020]所述全控型器件两端均并联有一个二极管，所述二极管的阳极与全控型器件的发射极连接，二极管的阴极与全控型器件的集电极连接。
[0021]与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是:
[0022]1、本实用新型技术方案中，极间电流转移开关通过对第一种工作状态和第二种工作状态进行周期性切换，可以实现第三极导线的电压极性翻转，周期性的改变第三极导线的电压电流极性，在保证功率方向不变的前提下，实现第一极导线和第二极导线对电流的周期性分担；
[0023]2、本实用新型技术方案中，极间电流转移开关通过对全桥子模块的投切，可以减小转移开关在切换过程中转移开关所需断开的电流；
[0024]3、本实用新型技术方案中，极间电流转移开关不需要各子模块直接串联，由全控型器件和隔离开关串联为开关组件，降低了开关组件。
【附图说明】
[0025]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0026]图1:本实用新型实施例中一种极间电流转移开关结构示意图；
[0027]图2:本实用新型实施例中全桥子模块的结构示意图；
[0028]图3:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态I时的电流流通路径示意图；
[0029]图4:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态2时的电流流通路径示意图；
[0030]图5:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态I时的全桥子模块为电容充电状态的电流流通路径示意图；
[0031]图6:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态I时的全桥子模块为电容放电状态的电流流通路径示意图；
[0032]图7:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态I时的全桥子模块为电容旁路状态的电流流通路径示意图；
[0033]图8:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态2时的全桥子模块为电容充电状态的电流流通路径示意图；
[0034]图9:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态2时的全桥子模块为电容放电状态的电流流通路径示意图；
[0035]图10:本实用新型实施例中新型极间电流转移开关在状态2时的全桥子模块为电容旁路状态的电流流通路径示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0037]本实用新型提供的一种极间电流转移开关适用于新型紧凑化输电系统，利用了电容器的充放电，配合极间电流调制策略，防止极间电流变化过程中电流突变具有重要意义。
[0038]如图1所示，本实用新型实施例中的极间电流转移开关，包括主动支路和从动支路、全桥子模块。其中:
[0039]主动支路包括串联的上桥臂和下桥臂，从动支路也包括串联的上桥臂和下桥臂。
[0040]主动支路的上桥臂和从动支路的上桥臂之间连接有第一极导线，主动支路的下桥臂和从动支路的下桥臂之间连接有第二极导线，主动支路的两个桥臂连接点与从动支路的两个桥臂连接点之间连接第三极导线；主动支路的上桥臂和下桥臂相连，从动支路的上桥臂和下桥臂也相连。其中，\为导线电抗，Rl为导线电阻。
[0041]1、主动支路
[0042]主动支路的上桥臂与分流电阻艮连接后接入第一极导线，从动支路的下桥臂与分流电阻Rb连接后接入第二极导线。分流电阻两端并联有全控型器件，用于旁路分流电阻，即分流电阻Ra的两端并联有全控型器件T p，分流电阻Rb的两端并联有全控型器件T no
[0043]主动支路的上桥臂和下桥臂，以及从动支路的上桥臂和下桥臂均为一个开关组件，开关组件包括串联的全控型器件和隔离开关。如图1所示，主动支路中上桥臂包括开关组件sn，下桥臂包括开关组件s21，从动支路中上桥臂包括开关组件s12，下桥臂包括开关组件 S22。
[0044]主动支路中上桥臂的全控型器件的集电极与第一极导线连接，下桥臂的全控型器件的发射极与第二极导线连接。主动支路的上桥臂的全控型器件的集电极与第一直流系统的正极连接，下桥臂的全控型器件的发射极与第一直流系统的负极连接。
[0045]2、从动支路
[0046]从动支路中上桥臂的全控型器件的发射极与第一极导线连接，下桥臂的全控型器件的集电极与第二极导线连接。从动支路的上桥臂的全控型器件的发射极与第二直流系统的正极连接，下桥臂的全控型器件的集电极与第二直流系统的负极连接。
[0047]3、全桥子模块
[0048]如图2所示，全桥子模块包括依次并联的第一桥臂、电容器U。和第二桥臂。
[0049]