一種新型極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)，具體涉及一種新型極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，城市用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)，客觀上要求電網(wǎng)規(guī)模與傳輸容量保持持續(xù)發(fā)展，然而目前城市電網(wǎng)普遍存在以下問(wèn)題。
[0003]城市用電負(fù)荷增加，交流線路輸送能力不足，線路走廊匱乏。對(duì)于重載的交流線路，無(wú)法通過(guò)加裝FACTS裝置大幅提高輸送能力，而新建線路遇到的阻力越來(lái)越大，特別是進(jìn)城的線路工程，在征地、環(huán)保方面難以得到支持。城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益緊密，短路電流問(wèn)題突出。
[0004]城市電網(wǎng)發(fā)展速度較快，電網(wǎng)線路相互交織，緊密程度較高，等效阻抗較小，導(dǎo)致電網(wǎng)的短路電流水平較高。如采用新建交流線路來(lái)解決城市電網(wǎng)供電能力不足的問(wèn)題，將會(huì)造成電網(wǎng)進(jìn)一步緊密，等效阻抗進(jìn)一步減小，從而導(dǎo)致短路電流增大，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。
[0005]城市電網(wǎng)無(wú)功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，電壓穩(wěn)定性問(wèn)題不容忽視。城市電網(wǎng)中電纜線路日益增多，市區(qū)變電站受用地限制，感性無(wú)功配置普遍不足，無(wú)功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，尤其是電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)段，電壓偏高情況嚴(yán)重。此外，城市電網(wǎng)中空調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷比重較大，由于快速的動(dòng)態(tài)無(wú)功調(diào)整能力不足，電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定問(wèn)題逐漸突出。
[0006]鑒于上述問(wèn)題，有必要研宄新的技術(shù)手段，既要充分發(fā)揮現(xiàn)有線路走廊的輸電潛力，又要防止出現(xiàn)短路電流超標(biāo)和動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐不足等問(wèn)題。
[0007]從輸電線路方面來(lái)看，制約交流線路傳輸容量的主要因素是絕緣耐受能力。目前，交流系統(tǒng)的絕緣按照電壓峰值設(shè)計(jì)，但是傳輸容量是由電壓有效值決定，僅為峰值的71%。研宄表明，交流線路在直流方式下運(yùn)行，由于絕緣層內(nèi)的電場(chǎng)分布、發(fā)熱情況等方面的差異，交流線路的直流絕緣強(qiáng)度幾乎是交流電壓的2?3倍或更大。另外，對(duì)于電纜線路，由于其電容要比架空線路大得多，如果采用交流輸電方式并且當(dāng)電纜長(zhǎng)度超過(guò)一定數(shù)值(如40?60km)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電容電流占用電纜芯線全部有效負(fù)載能力的情況，而采用直流輸電方式，其穩(wěn)態(tài)電容電流僅是由紋波電壓引起，數(shù)值很小，故電纜的送電長(zhǎng)度幾乎不受電容電流的限制。
[0008]綜上，需要提供一種將三相交流線路改造為柔性直流輸電的方案，特別是需要提供一種極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)，減小在其切換過(guò)程中需要斷開(kāi)的電流值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種新型極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0011]所述開(kāi)關(guān)包括主動(dòng)支路、從動(dòng)支路、全橋子模塊和控制模塊；所述主動(dòng)支路包括串聯(lián)的上橋臂和下橋臂，所述從動(dòng)支路也包括串聯(lián)的上橋臂和下橋臂；
[0012]所述主動(dòng)支路的上橋臂和從動(dòng)支路的上橋臂之間連接有第一極導(dǎo)線，主動(dòng)支路的下橋臂和從動(dòng)支路的下橋臂之間連接有第二極導(dǎo)線，主動(dòng)支路的兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)與從動(dòng)支路的兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)之間連接第三極導(dǎo)線。
[0013]優(yōu)選的，所述主動(dòng)支路的上橋臂與分流電阻連接后接入所述第一極導(dǎo)線；所述從動(dòng)支路的下橋臂與分流電阻連接后接入所述第二極導(dǎo)線；
[0014]所述分流電阻端并聯(lián)有全控型器件，用于旁路所述分流電阻；
[0015]優(yōu)選的，所述主動(dòng)支路的上橋臂和下橋臂，以及所述從動(dòng)支路的上橋臂和下橋臂均為一個(gè)開(kāi)關(guān)組件；所述開(kāi)關(guān)組件包括串聯(lián)的全控型器件和隔離開(kāi)關(guān)；
[0016]優(yōu)選的，所述主動(dòng)支路中上橋臂的全控型器件的集電極與第一極導(dǎo)線連接，下橋臂的全控型器件的發(fā)射極與第二極導(dǎo)線連接；所述從動(dòng)支路中上橋臂的全控型器件的發(fā)射極與第一極導(dǎo)線連接，下橋臂的全控型器件的集電極與第二極導(dǎo)線連接；
[0017]優(yōu)選的，所述主動(dòng)支路的上橋臂的全控型器件的集電極與第一直流系統(tǒng)的正極連接，下橋臂的全控型器件的發(fā)射極與第一直流系統(tǒng)的負(fù)極連接；所述從動(dòng)支路的上橋臂的全控型器件的發(fā)射極與第二直流系統(tǒng)的正極連接，下橋臂的全控型器件的集電極與第二直流系統(tǒng)的負(fù)極連接；
[0018]優(yōu)選的，所述全橋子模塊包括依次并聯(lián)的第一橋臂、電容器和第二橋臂；所述第一橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)的全控型器件，所述全控型器件的連接點(diǎn)連接于所述主動(dòng)支路的上橋臂和下橋臂之間；
[0019]所述第二橋臂也包括兩個(gè)串聯(lián)的全控型器件，所述全控型器件的連接點(diǎn)連接于所述從動(dòng)支路的上橋臂和下橋臂之間；
[0020]所述全控型器件兩端均并聯(lián)有一個(gè)二極管，所述二極管的陽(yáng)極與全控型器件的發(fā)射極連接，二極管的陰極與全控型器件的集電極連接；
[0021]優(yōu)選的，所述控制模塊，向所述主動(dòng)支路和從動(dòng)支路發(fā)送全控型器件的切換時(shí)序指令，從而調(diào)整主動(dòng)支路的上橋臂導(dǎo)通或者斷開(kāi)，以及調(diào)整主動(dòng)支路的下橋臂導(dǎo)通或者斷開(kāi)；
[0022]所述控制模塊，向全橋子模塊發(fā)送全控型器件的投切時(shí)序指令，調(diào)整全控型器件導(dǎo)通或者閉鎖，從而改變?nèi)珮蜃幽K的工作狀態(tài)；
[0023]優(yōu)選的，所述控制模塊通過(guò)分別調(diào)整所述主動(dòng)支路、從動(dòng)支路和全橋子模塊的工作狀態(tài)，改變所述第三極導(dǎo)線的電壓方向和電流方向，包括:
[0024]步驟1:向所述全橋子模塊發(fā)送全控型器件的投切時(shí)序指令，所述投切時(shí)序指令為閉鎖所有的全控型器件，所述全橋子模塊的電容器開(kāi)始充電；
[0025]步驟2:向所述主動(dòng)支路和從動(dòng)支路發(fā)送全控型器件的切換時(shí)序指令，同時(shí)向全橋子模塊發(fā)送新的全控型器件的投切時(shí)序指令，從而改變第三極導(dǎo)線的電壓方向和電流方向；
[0026]優(yōu)選的，步驟2中切換時(shí)序指令包括:
[0027]所述主動(dòng)支路中上橋臂的隔離開(kāi)關(guān)閉合、全控型器件導(dǎo)通，與該上橋臂連接的分流電阻兩端的全控型器件閉鎖；主動(dòng)支路中下橋臂的隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，與該下橋臂連接的分流電阻兩端的全控型器件導(dǎo)通；所述從動(dòng)支路中上橋臂的隔離開(kāi)關(guān)閉合、全控型器件導(dǎo)通；從動(dòng)支路中下橋臂的隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；
[0028]所述步驟2中投切時(shí)序指令包括電容器充電指令、電容器放電指令和電容器旁路指令；
[0029]優(yōu)選的，步驟2中切換時(shí)序指令包括:
[0030]所述主動(dòng)支路中上橋臂的隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，與該上橋臂連接的分流電阻兩端的全控型器件導(dǎo)通；主動(dòng)支路中下橋臂的隔離開(kāi)關(guān)閉合、全控型器件導(dǎo)通，與該下橋臂連接的分流電阻兩端的全控型器件閉鎖；所述從動(dòng)支路中上橋臂的隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；從動(dòng)支路中下橋臂的隔離開(kāi)關(guān)閉合、全控型器件導(dǎo)通；
[0031]所述步驟2中投切時(shí)序指令包括電容器充電指令、電容器放電指令和電容器旁路指令。
[0032]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0033]1、本發(fā)明技術(shù)方案中，極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)通過(guò)對(duì)第一種工作狀態(tài)和第二種工作狀態(tài)進(jìn)行周期性切換，可以實(shí)現(xiàn)第三極導(dǎo)線的電壓極性翻轉(zhuǎn)，周期性的改變第三極導(dǎo)線的電壓電流極性，在保證功率方向不變的前提下，實(shí)現(xiàn)第一極導(dǎo)線和第二極導(dǎo)線對(duì)電流的周期性分擔(dān)；
[0034]2、本發(fā)明技術(shù)方案中，極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)通過(guò)對(duì)全橋子模塊的投切，可以減小轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)在第一種工作狀態(tài)和第二種工作狀態(tài)切換過(guò)程中轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)所需斷開(kāi)的電流；
[0035]3、本發(fā)明技術(shù)方案中，極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)不需要各子模塊直接串聯(lián)，由全控型器件和隔離開(kāi)關(guān)串聯(lián)為開(kāi)關(guān)組件，降低了開(kāi)關(guān)組件。
【附圖說(shuō)明】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]圖1:本發(fā)明實(shí)施例中一種新型極間電流轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；