[发明专利]一种基于谐振分流回路的换相装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换相装置及其实现方法，特别是关于一种基于谐振分流回路的换相装置及其实现方法。

背景技术

换相失败是逆变器常见故障，在工程中亟需采取相应改善措施。若使用目前的强迫换相技术将在晶闸管阀上串、并联大量辅助充放电回路和辅助桥臂，会较大程度改变换流阀结构，使得换流器结构复杂，造成成本的增加和技术上的难题。

传统LCC-HVDC换相时，需要一个具有足够强度的交流电压源为换流阀提供换相电压，当交流系统存在扰动、电压调节困难以及谐波污染等问题都会给换流器换相造成问题；在馈入弱交流系统时换相失败发生几率较高，并且可能难以从扰动中恢复，无功控制能力有限。因此，研究具有改善换相特性作用的新型换相桥路具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效降低换相失败几率的基于谐振分流回路的换相装置及其实现方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于谐振分流回路的换相装置，其设置在两组十二脉动换流阀的一侧，其特征在于：该换相装置包括平波电抗器、第一晶闸管、第二晶闸管、第一LC串联谐振电路、第三晶闸管、第四晶闸管和第二LC串联谐振电路；所述平波电抗器的输入端连接直流母线正极，所述平波电抗器的输出端并联连接所述第一晶闸管的阳极、第一LC串联谐振电路的输入端和第一组十二脉动换流桥的高压输入端，所述第一晶闸管的阴极和第一LC串联谐振电路的输出端并联连接所述第二晶闸管的阳极，所述第二晶闸管的阴极和第一组十二脉动换流桥的高压输出端同时接地；所述第四晶闸管的阳极和第二组十二脉动换流桥的低压输入端同时接地，所述第四晶闸管的阴极并联连接所述第三晶闸管的阳极和第二LC串联谐振电路的输入端，所述第三晶闸管的阴极、第二LC串联谐振电路的输出端和第二组十二脉动换流桥的低压输出端并联连接直流母线负极。

所述第一LC串联谐振电路包括第一电感和第一电容，所述第一电感的一端作为第一LC串联谐振电路的输入端，所述第一电感的另一端串联连接所述第一电容的一端，所述第一电的另一端作为所述第一LC串联谐振电路的输出端。

所述第二LC串联谐振电路包括第二电感和第二电容，所述第二电感的一端作为所述第二LC串联谐振电路的输入端，所述第二电感的另一端串联连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端作为所述第二LC串联谐振电路的输出端。

所述第一LC串联谐振电路和第二LC串联谐振电路中电感L和电容C大小根据设定的增加的关断时间t_k决定：

tk=LCπ]]>

式中，L、C为两串联谐振电路中的L₁、L₂、C₁、C₂的大小。

一种基于谐振分流回路的换相装置的实现方法，其特征在于包括以下步骤：1)当站内控制保护系统监测到任一组十二脉动换流桥换相失败时，在下一需要换相的桥臂换相前，触发第二晶闸阀和第四晶闸阀使之导通，直流母线间的电压为第一电容和第二电容进行充电，使得待换相的桥臂两端承受反向电压；2)换相时，触发第一晶闸阀和第三晶闸阀使之导通，第一电容和第二电容放电,该放电过程使得待换相的桥臂两端承受反压，顺利关断；3)换相完成后，所有晶闸阀自然断开，为下一次改善换相做准备。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明基于谐振分流回路的换相装置，由于不在原有晶闸管阀和主回路中作改动，元件少、易实现，具备工程实用性。2、本发明可以与现有控制保护系统配合使用，当正常运行时不投入使用，当控制保护系统监测到换相失败时，投入使用，控制灵活，不对直流系统造成长期的附加影响。3、基于谐振分流回路的换相装置对换相特性的改善程度，取决于谐振回路参数L₁、L₂、C₁、C₂，本发明可以根据工程实际，灵活设计谐振参数。本发明可以广泛适用于逆变器的换相过程中。

附图说明

图1是本发明基于谐振分流回路的换相装置结构示意图；

图2是本发明的基于谐振分流回路的换相装置换相过程示意图；