[发明专利]一种MMC换流阀子模块正向过电压保护电路

说明书

本发明提供一种MMC换流阀子模块正向过电压保护电路，包括主功能电路和辅助功能电路；所述主功能电路和辅助功能电路并联。本发明提供的MMC换流阀子模块正向过电压保护电路中，MMC阀子模块的电子式FOP过电压保护电路能够准确、及时、有效的在直流电容过电压的情况下驱使子模块保护装置旁路动作，避免子模块因过电压损坏，FOP的过电压保护电路较常规的BOD硬件过电压保护具有延时短、偏差值小的优势，对子模块的安全性提供了更加可靠准确的保护。

技术领域

本发明涉及一种保护电路，具体涉及一种MMC换流阀子模块正向过电压保护电路。

背景技术

随着模块化多电平换流阀(Modular Multilevel Converter，MMC)技术的发展和工程实践，在换流器因故障出现过电压情况下，子模块单元需要有准确、快速和可靠的过电压保护电路，驱使旁路单元将子模块成功旁路退出，以确保子模块单元安全性。

目前MMC换流阀和特高压换流阀硬件过电压保护电路是采用BOD(Break OverDiodes)作为主连续保护动作器件实施的过电压保护，但由于BOD器件的动作电压值受温度影响波动较大，动作误差值大，因此无法长期准确的在给定的过电压下保护动作，这就使得可靠的硬件过电压保护功能大打折扣，增加功率单元的运行风险和故障率。

然而，电子式的子模块单元正向过电压保护电路FOP(Forward Over Protect)是一种可以稳定、准确、及时和可靠有效的对子模块单元进行过电压保护的新型电路。它的保护动作电压偏差值小，保护动作延时短，能够对子模块的过电压进行快速反应。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种MMC换流阀子模块正向过电压保护电路，解决换流阀传统的BOD过压保护所存在的动作值偏差大，延时长的问题，从而使得子模块的过电压保护能够及时、准确和高效。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种MMC换流阀子模块正向过电压保护电路，所述正向过电压保护电路包括主功能电路和辅助功能电路；所述主功能电路和辅助功能电路并联。

所述辅助功能电路包括DC-DC电源转换单元、超高精度基准电压单元和电源状态反馈单元；

所述DC-DC电源转换单元的输出端连接超高精度基准电压单元的输入端，同时连接电源状态反馈单元的输入端。

所述DC-DC电源转换单元由直流支撑电容采用分压方式取能，其为超高精度基准电压单元提供直流工作电压，并将直流支撑电容端间的高电压转换为电源电压V_CC；

所述超高精度基准电压单元将电源电压V_CC转换为基准电压V_JZ，并将基准电压V_JZ提供给主功能电路；

所述电源状态反馈单元将DC-DC电源转换单元的工作状态以电平信号的方式显示，实现电源状态反馈单元对DC-DC电源转换单元的工作状态的判断。

所述电源状态反馈单元包括比较器U1、分压电阻RF1、分压电阻RF2、放电电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、滤波电容CN1和稳压二极管DZ1；

所述稳压二极管DZ1的阴极连接DC-DC电源转换单元的输出端，其阳极通过放电电阻R1接地；

所述限流电阻R2与限流电阻R3串联形成R2-R3支路，所述R2-R3支路一端连接在稳压二极管DZ1和放电电阻R1之间，另一端连接比较器U1的正极输入端；

所述滤波电容CN1一端连接在限流电阻R2与限流电阻R3之间，另一端接地；

所述分压电阻RF1一端连接比较器U1的负极输入端，另一端接地；