一種換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)電路和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性輸電中模塊化多電平換流器領(lǐng)域，尤其涉及一種換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在柔性直流輸電、柔性交流輸電等領(lǐng)域中，所使用的子模塊功率器件具有一定的耐壓要求，超過(guò)功率器件的額定電壓一定范圍后會(huì)損壞子模塊。
[0003]現(xiàn)有常規(guī)的保護(hù)方法是在子模塊的交流側(cè)并聯(lián)斷路器常開(kāi)觸頭，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到子模塊的電容過(guò)壓時(shí)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)閉合常開(kāi)觸頭將子模塊旁路，以保證子模塊電壓不再上升。子模塊的電壓檢測(cè)電路一般為有源電路，如果子模塊的控制電源發(fā)生異常，則會(huì)影響電壓檢測(cè)電路的供電電源，進(jìn)而使得整個(gè)過(guò)壓保護(hù)電路將不能正常工作，就無(wú)法提供可靠的過(guò)壓保護(hù)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明主要提供一種換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)電路和方法，在換流器子模塊電壓異常時(shí)提供穩(wěn)定、可靠的過(guò)壓保護(hù)功能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供一種換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)電路，該過(guò)壓保護(hù)電路包括:
[0007]取樣電路、過(guò)壓檢測(cè)電路、斷路器勵(lì)磁控制電路和斷路器；其中，
[0008]取樣電路，用于對(duì)換流器子模塊的電壓進(jìn)行取樣得到取樣電壓；
[0009]過(guò)壓檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述取樣電壓，并在所述取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)導(dǎo)通；
[0010]斷路器勵(lì)磁控制電路，用于在所述過(guò)壓檢測(cè)電路導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通；
[0011 ] 斷路器，用于在所述斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通時(shí)，旁路掉換流器子模塊。
[0012]上述方案中，所述取樣電路包括:第一限流電阻和取樣電容；其中，
[0013]第一限流電阻，一端與換流器子模塊電容的正極相連，另一端與所述取樣電容的正極相連；
[0014]取樣電容，正極與所述第一限流電阻相連，負(fù)極與所述換流器子模塊電容的負(fù)極相連，用于通過(guò)所述第一限流電阻跟隨所述換流器子模塊電容電壓，得到取樣電壓。
[0015]上述方案中，所述過(guò)壓檢測(cè)電路包括:第二限流電阻、擊穿二極管、低通濾波支路；其中，
[0016]第二限流電阻，一端與所述取樣電路相連，另一端與所述擊穿二極管的正極相連；
[0017]擊穿二極管，正極與所述第二限流電阻相連，負(fù)極與低通濾波支路的一端相連，用于在所述取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)，為導(dǎo)通狀態(tài)，在取樣電壓不超過(guò)閾值電壓時(shí)，為截止?fàn)顟B(tài)；
[0018]低通濾波支路，一端與所述擊穿二極管的負(fù)極相連，另一端與所述取樣電路相連。
[0019]上述方案中，所述第二限流電阻，一端與所述取樣電路中的取樣電容的正極相連，另一端與所述擊穿二極管的正極相連；
[0020]所述低通濾波支路，一端與所述擊穿二極管的負(fù)極相連，另一端與所述取樣電路中的取樣電容的負(fù)極相連。
[0021]上述方案中，所述斷路器勵(lì)磁控制電路包括:穩(wěn)壓管和晶閘管；其中，
[0022]穩(wěn)壓管，負(fù)極與所述過(guò)壓檢測(cè)電路相連，正極與所述晶閘管的門(mén)極相連；
[0023]晶閘管，門(mén)極與所述穩(wěn)壓管的正極相連，陽(yáng)極與斷路器一端相連，陰極與取樣電路相連；
[0024]所述晶閘管在所述擊穿二極管導(dǎo)通時(shí)，門(mén)極承受正電壓，為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0025]上述方案中，所述穩(wěn)壓管的負(fù)極與所述過(guò)壓檢測(cè)電路中的擊穿二極管的負(fù)極相連，正極與所述晶閘管的門(mén)極相連；
[0026]所述晶閘管，門(mén)極與所述穩(wěn)壓管的正極相連，陽(yáng)極與斷路器中的真空斷路器線圈一端相連，陰極與取樣電路中的取樣電容的負(fù)極相連。
[0027]上述方案中，所述斷路器勵(lì)磁控制電路進(jìn)一步包括:第一超快恢復(fù)二極管和第二超快恢復(fù)二極管；其中，
[0028]第一超快恢復(fù)二極管，串聯(lián)在所述穩(wěn)壓管的正極和晶閘管的門(mén)極之間，用于隔離所述第二超快恢復(fù)二極管與所述第一超快恢復(fù)二極管D3所在回路；
[0029]第二超快恢復(fù)二極管，負(fù)極與所述晶閘管的門(mén)極相連，正極與主動(dòng)觸發(fā)電路相連，用于當(dāng)主動(dòng)觸發(fā)電路輸出高電平至正極時(shí)，使晶閘管的門(mén)極承受正電壓，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通。
[0030]上述方案中，所述斷路器包括:真空斷路器線圈、斷路器電容和常開(kāi)觸頭；其中，
[0031]真空斷路器線圈，一端與斷路器勵(lì)磁控制電路相連，另一端與斷路器電容的正極相連，用于在斷路器控制電路導(dǎo)通時(shí)勵(lì)磁，吸合常開(kāi)觸頭；
[0032]斷路器電容，正極與真空斷路器線圈相連，負(fù)極與所述取樣電路相連；
[0033]常開(kāi)觸頭，并聯(lián)在換流器子模塊的交流側(cè)，用于在所述真空斷路器線圈勵(lì)磁時(shí)閉合，旁路換流器子模塊。
[0034]上述方案中，所述真空斷路器線圈，一端與所述斷路器勵(lì)磁控制電路中的晶閘管的陽(yáng)極相連，另一端與斷路器電容的正極相連；
[0035]斷路器電容，正極與真空斷路器線圈相連，負(fù)極與所述取樣電路中的取樣電容的負(fù)極相連。
[0036]本發(fā)明還提供一種換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)方法，該過(guò)壓保護(hù)方法包括:
[0037]取樣電路對(duì)換流器子模塊的電壓進(jìn)行取樣得到取樣電壓；
[0038]過(guò)壓檢測(cè)電路檢測(cè)所述取樣電壓，并在所述取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)導(dǎo)通；
[0039]當(dāng)所述過(guò)壓檢測(cè)電路導(dǎo)通時(shí)，斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通；
[0040]當(dāng)所述斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通時(shí)，斷路器旁路掉換流器子模塊。
[0041]上述方案中，所述取樣電路對(duì)換流器子模塊的電壓進(jìn)行取樣為:取樣電路中的取樣電容通過(guò)第一限流電阻跟隨所述換流器子模塊電容電壓，得到取樣電壓。
[0042]上述方案中，所述過(guò)壓檢測(cè)電路在所述取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)導(dǎo)通為:過(guò)壓檢測(cè)電路中的擊穿二極管在取樣電壓不超過(guò)電壓閾值時(shí)，為截止?fàn)顟B(tài)，過(guò)壓檢測(cè)電路斷開(kāi)；在取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)，擊穿二極管轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)，電路導(dǎo)通。
[0043]上述方案中，所述斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通為:當(dāng)所述過(guò)壓檢測(cè)電路導(dǎo)通時(shí)，所述斷路器勵(lì)磁控制電路中的晶閘管的門(mén)極承受正電壓，觸發(fā)晶閘管轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0044]上述方案中，所述斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通具體為:所述過(guò)壓檢測(cè)電路中的擊穿二極管導(dǎo)通，所述晶閘管的門(mén)極承受正電壓，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通。
[0045]上述方案中，所述斷路器旁路掉換流器子模塊為:當(dāng)所述斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通后，斷路器中的真空勵(lì)磁線圈勵(lì)磁，吸合并聯(lián)在換流器交流側(cè)的常開(kāi)觸頭，旁路掉換流器子模塊。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)電路和方法，取樣電路對(duì)換流器子模塊的電壓進(jìn)行取樣，得到取樣電壓，過(guò)壓檢測(cè)電路檢測(cè)所述取樣電壓，并在所述取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)導(dǎo)通，過(guò)壓檢測(cè)電路導(dǎo)通時(shí)，斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通，斷路器在斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通時(shí)，旁路掉換流器子模塊；如此，通過(guò)取樣電路將換流器子模塊所承受電壓的情況反應(yīng)給過(guò)壓檢測(cè)電路，過(guò)壓檢測(cè)電路的過(guò)壓導(dǎo)通性使整個(gè)過(guò)壓保護(hù)電路在電壓過(guò)高時(shí)，進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，閉合常開(kāi)觸頭來(lái)將換流器子模塊旁路，達(dá)到保護(hù)換流器子模塊的目的；其中，過(guò)壓檢測(cè)電路具體可以是利用擊穿二極管的過(guò)壓導(dǎo)通特性來(lái)作為導(dǎo)通電路的開(kāi)關(guān)，與電路中其它的無(wú)源器件組成了過(guò)壓保護(hù)電路，在換流器子模塊電源異常時(shí)提供準(zhǔn)確、可靠的過(guò)壓保護(hù)功能，在發(fā)生過(guò)壓異常時(shí)及時(shí)旁路掉換流器子模塊，保證換流器子模塊不受高壓損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0047]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)電路原理圖；
[0048]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的包括超快恢復(fù)二極管的過(guò)壓保護(hù)電路原理圖；
[0049]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的換流器子模塊的過(guò)壓保護(hù)方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]本發(fā)明實(shí)施例中，取樣電路對(duì)換流器子模塊的電壓進(jìn)行取樣，得到取樣電壓，過(guò)壓檢測(cè)電路檢測(cè)所述取樣電壓，并在所述取樣電壓超過(guò)電壓閾值時(shí)導(dǎo)通，斷路器勵(lì)磁控制電路在所述電壓檢測(cè)電路導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，斷路器在所述斷路器勵(lì)磁控制電路導(dǎo)通時(shí)，旁路掉換流器子模塊。
[0051]下面通過(guò)附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。