一種基于諧振分流回路的換相裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種換相裝置，特別是關(guān)于一種基于諧振分流回路的換相裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 換相失敗是逆變器常見故障，在工程中亟需采取相應(yīng)改善措施。若使用目前的強(qiáng) 迫換相技術(shù)將在晶閘管閥上串、并聯(lián)大量輔助充放電回路和輔助橋臂，會(huì)較大程度改變換 流閥結(jié)構(gòu)，使得換流器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成成本的增加和技術(shù)上的難題。
[0003] 傳統(tǒng)LCC-HVDC換相時(shí)，需要一個(gè)具有足夠強(qiáng)度的交流電壓源為換流閥提供換相 電壓，當(dāng)交流系統(tǒng)存在擾動(dòng)、電壓調(diào)節(jié)困難以及諧波污染等問題都會(huì)給換流器換相造成問 題；在饋入弱交流系統(tǒng)時(shí)換相失敗發(fā)生幾率較高，并且可能難以從擾動(dòng)中恢復(fù)，無功控制能 力有限。因此，研究具有改善換相特性作用的新型換相橋路具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠有效降低換相失敗幾率的基于 諧振分流回路的換相裝置。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種基于諧振分流回路的換相 裝置，其設(shè)置在兩組十二脈動(dòng)換流閥的一側(cè)，其特征在于：該換相裝置包括平波電抗器、第 一晶閘管、第二晶閘管、第一 LC串聯(lián)諧振電路、第三晶閘管、第四晶閘管和第二LC串聯(lián)諧振 電路；所述平波電抗器的輸入端連接直流母線正極，所述平波電抗器的輸出端并聯(lián)連接所 述第一晶閘管的陽極、第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸入端和第一組十二脈動(dòng)換流橋的高壓輸 入端，所述第一晶閘管的陰極和第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸出端并聯(lián)連接所述第二晶閘管 的陽極，所述第二晶閘管的陰極和第一組十二脈動(dòng)換流橋的高壓輸出端同時(shí)接地；所述第 四晶閘管的陽極和第二組十二脈動(dòng)換流橋的低壓輸入端同時(shí)接地，所述第四晶閘管的陰極 并聯(lián)連接所述第三晶閘管的陽極和第二LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，所述第三晶閘管的陰 極、第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端和第二組十二脈動(dòng)換流橋的低壓輸出端并聯(lián)連接直流 母線負(fù)極。
[0006] 進(jìn)一步，所述第一 LC串聯(lián)諧振電路包括第一電感和第一電容，所述第一電感的一 端作為第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，所述第一電感的另一端串聯(lián)連接所述第一電容的 一端，所述第一電的另一端作為所述第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。
[0007] 進(jìn)一步，所述第二LC串聯(lián)諧振電路包括第二電感和第二電容，所述第二電感的一 端作為所述第二LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，所述第二電感的另一端串聯(lián)連接所述第二電 容的一端，所述第二電容的另一端作為所述第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。
[0008] 進(jìn)一步，所述第一 LC串聯(lián)諧振電路和第二LC串聯(lián)諧振電路中電感L和電容C大 小根據(jù)設(shè)定的增加的關(guān)斷時(shí)間tk決定：
[0010] 式中，L、C為兩串聯(lián)諧振電路中的Q、L2、Q、(：2的大小。
[0011] 本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型基于諧振分 流回路的換相裝置，由于不在原有晶閘管閥和主回路中作改動(dòng)，元件少、易實(shí)現(xiàn)，具備工程 實(shí)用性。2、本實(shí)用新型可以與現(xiàn)有控制保護(hù)系統(tǒng)配合使用，當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)不投入使用，當(dāng)控 制保護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測到換相失敗時(shí)，投入使用，控制靈活，不對直流系統(tǒng)造成長期的附加影響。 3、基于諧振分流回路的換相裝置對換相特性的改善程度，取決于諧振回路參數(shù)Q、L2、Q、 C2，本實(shí)用新型可以根據(jù)工程實(shí)際，靈活設(shè)計(jì)諧振參數(shù)。本實(shí)用新型可以廣泛適用于逆變器 的換相過程中。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型基于諧振分流回路的換相裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本實(shí)用新型的基于諧振分流回路的換相裝置換相過程示意圖；
[0014] 圖3是本實(shí)用新型投入諧振分流回路前后橋臂電壓對比波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為 了更好地理解本實(shí)用新型，它們不應(yīng)該理解成對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述 中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"等僅僅是用于描述的目的，而不能理解為指示或暗 示相對重要性。
[0016] 如圖1所示，本實(shí)用新型的基于諧振分流回路的換相裝置設(shè)置在現(xiàn)有的兩組十二 脈動(dòng)換流閥的一側(cè)，該換相裝置包括平波電抗器A、第一晶閘管CI、第二晶閘管CV2、第一 LC 串聯(lián)諧振電路、第三晶閘管CV3、第四晶閘管CV4和第二LC串聯(lián)諧振電路；平波電抗器A的 輸入端連接直流母線正極，平波電抗器A的輸出端并聯(lián)連接第一晶閘管CI的陽極、第一 LC 串聯(lián)諧振電路的輸入端和第一組十二脈動(dòng)換流橋B1的高壓輸入端，第一晶閘管CI的陰極 和第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸出端并聯(lián)連接第二晶閘管CV2的陽極，第二晶閘管CV2的陰極 和第一組十二脈動(dòng)換流橋B1的高壓輸出端同時(shí)接地；第四晶閘管CV4的陽極和第二組十二 脈動(dòng)換流橋B2的低壓輸入端同時(shí)接地，第四晶閘管CV4的陰極并聯(lián)連接第三晶閘管(^3的 陽極和第二LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，第三晶閘管CV3的陰極、第二LC串聯(lián)諧振電路的輸 出端和第二組十二脈動(dòng)換流橋B2的低壓輸出端并聯(lián)連接直流母線負(fù)極。
[0017] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一 LC串聯(lián)諧振電路包括第一電感Q和第一電容C i，第 一電感1^的一端作為第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，第一電感L ^勺另一端串聯(lián)連接第一 電容Q的一端，第一電C i的另一端作為第一 LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。
[0018] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第二LC串聯(lián)諧振電路包括第二電感L2和第二電容C 2，第 二電感1^的一端作為第二LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，第二電感L 2的另一端串聯(lián)連接第二 電容C2的一端，第二電容C 2的另一端作為第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。
[0019] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一 LC串聯(lián)諧振電路和第二LC串聯(lián)諧振電路中電感L 和電容C大小可以根據(jù)設(shè)定的增加的關(guān)斷時(shí)間tk決定：
[0021 ] 式中，L、C為兩串聯(lián)諧振電路中的Q、L2、Q、(：2的大小。
[0022] 下面通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的基于諧振分流回路的換相裝置的實(shí) 現(xiàn)方法，包括以下內(nèi)容：
[0023] 1)如圖2所示，當(dāng)站內(nèi)控制保護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測到任一組十二脈動(dòng)換流橋換相失敗時(shí)， 在下一需要換相的橋臂（十二脈動(dòng)換流橋中的其中一橋）換相前，觸發(fā)第二晶閘閥CV2和第 四晶閘閥(^4使之導(dǎo)通，使得直流母線間的電壓U d為第一電容C i和第二電容C 2進(jìn)行充電， 使得待換相的橋臂兩端承受反向電壓。
[0024] 2)換相時(shí)，觸發(fā)第一晶閘閥CK和第三晶閘閥CV 3使之導(dǎo)通，第一電容C i和第二 電容C2放電，該放電過程使得待換相的橋臂兩端承受反壓，順利關(guān)斷。如圖3所示，其中， Vtl表示沒有采用該橋路時(shí)，橋臂換相失敗時(shí)沒有有效的關(guān)斷，Vtll表示采用該橋路時(shí)，橋 臂換相成功時(shí)的閥電壓波形，此過程起到分解直流電流、減小換相角、增大關(guān)斷角，從而改 善換相特性的作用。
[0025] 3)換相完成后，所有晶閘閥自然斷開，為下一次改善換相做準(zhǔn)備。
[0026] 上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝 等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均 不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于諧振分流回路的換相裝置，其設(shè)置在兩組十二脈動(dòng)換流閥的一側(cè)，其特征 在于：該換相裝置包括平波電抗器、第一晶閩管、第二晶閩管、第一LC串聯(lián)諧振電路、第S 晶閩管、第四晶閩管和第二LC串聯(lián)諧振電路； 所述平波電抗器的輸入端連接直流母線正極，所述平波電抗器的輸出端并聯(lián)連接所述 第一晶閩管的陽極、第一LC串聯(lián)諧振電路的輸入端和第一組十二脈動(dòng)換流橋的高壓輸入 端，所述第一晶閩管的陰極和第一LC串聯(lián)諧振電路的輸出端并聯(lián)連接所述第二晶閩管的 陽極，所述第二晶閩管的陰極和第一組十二脈動(dòng)換流橋的高壓輸出端同時(shí)接地；所述第四 晶閩管的陽極和第二組十二脈動(dòng)換流橋的低壓輸入端同時(shí)接地，所述第四晶閩管的陰極并 聯(lián)連接所述第S晶閩管的陽極和第二LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，所述第S晶閩管的陰極、 第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端和第二組十二脈動(dòng)換流橋的低壓輸出端并聯(lián)連接直流母線 負(fù)極。2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于諧振分流回路的換相裝置，其特征在于：所述第一LC 串聯(lián)諧振電路包括第一電感和第一電容，所述第一電感的一端作為第一LC串聯(lián)諧振電路 的輸入端，所述第一電感的另一端串聯(lián)連接所述第一電容的一端，所述第一電的另一端作 為所述第一LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于諧振分流回路的換相裝置，其特征在于：所述第二LC 串聯(lián)諧振電路包括第二電感和第二電容，所述第二電感的一端作為所述第二LC串聯(lián)諧振 電路的輸入端，所述第二電感的另一端串聯(lián)連接所述第二電容的一端，所述第二電容的另 一端作為所述第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。4. 如權(quán)利要求2所述的一種基于諧振分流回路的換相裝置，其特征在于：所述第二LC 串聯(lián)諧振電路包括第二電感和第二電容，所述第二電感的一端作為所述第二LC串聯(lián)諧振 電路的輸入端，所述第二電感的另一端串聯(lián)連接所述第二電容的一端，所述第二電容的另 一端作為所述第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端。5. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種基于諧振分流回路的換相裝置，其特征在于： 所述第一LC串聯(lián)諧振電路和第二LC串聯(lián)諧振電路中電感L和電容C大小根據(jù)設(shè)定的增加 的關(guān)斷時(shí)間tk決定：式中，L、C為兩串聯(lián)諧振電路中的Li、Ls、Ci、Cs的大小。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于諧振分流回路的換相裝置，其設(shè)置在兩組十二脈動(dòng)換流閥的一側(cè)，平波電抗器的輸入端連接直流母線正極，平波電抗器的輸出端并聯(lián)連接第一晶閘管的陽極、第一LC串聯(lián)諧振電路的輸入端和第一組十二脈動(dòng)換流橋的高壓輸入端，第一晶閘管的陰極和第一LC串聯(lián)諧振電路的輸出端并聯(lián)連接第二晶閘管的陽極，第二晶閘管的陰極和第一組十二脈動(dòng)換流橋的高壓輸出端同時(shí)接地；第四晶閘管的陽極和第二組十二脈動(dòng)換流橋的低壓輸入端同時(shí)接地，第四晶閘管的陰極并聯(lián)連接第三晶閘管的陽極和第二LC串聯(lián)諧振電路的輸入端，第三晶閘管的陰極、第二LC串聯(lián)諧振電路的輸出端和第二組十二脈動(dòng)換流橋的低壓輸出端并聯(lián)連接直流母線負(fù)極。
【IPC分類】H02M7/521, H02M7/523
【公開號(hào)】CN205070834
【申請?zhí)枴緾N201520882461
【發(fā)明人】馬為民, 李亞男, 許韋華, 魏曉光, 龐輝
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月6日