[实用新型]具有清除直流短路故障功能的混合模块化多电平换流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有清除直流短路故障功能的混合模块化多电平换流器，属于电气自动化设备领域。

背景技术

模块化多电平电压源变流器在实现架空线直流输电时，需解决直流侧短路的保护问题。目前常用的方法有：1)模块化多电平功率模块(MMC功率模块)桥臂下管反并联可控硅，利用该可控硅来承受大的短路电流，并等待交流侧开关跳闸；2)采用钳位双子模块(CDSM)中的保护IGBT来实现直流短路电流的快速关断；3)采用全桥(H桥)子模块中的保护IGBT来实现直流短路电流的快速关断。CDSM虽然可以将直流侧短路电流关断到零，但无法形成反向直流电压以进一步达成直流短路电流的熄弧。全桥子模块可以将直流侧短路电流关断到零，也可以形成反向直流电压以进一步达成直流短路电流的熄弧，但如果全部都使用全桥子模块会导致换流器整体成本高，损耗大。因此，需要一种成本较低且运行损耗较小的具有清除直流短路故障功能的混合模块化多电平换流器。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种具有清除直流短路故障功能的混合模块化多电平换流器，以克服现有技术之不足，上下换流臂各使用部分全桥子模块及部分常规MMC功率模块构成混合模块化多电平换流器来实现直流短路故障的清除，降低变流器整体成本并降低运行损耗。

本实用新型提出的具有清除直流短路故障功能的混合模块化多电平换流器，包括三台上换流臂、三台下换流臂、第一组三台滤波电抗器和第二组三台滤波电抗器；所述的三台上换流臂的三个正极端连接到一起后作为所述的带直流短路故障保护的混合模块化多电平换流器的直流正极端，三台上换流臂的三个负极端分别连接到第一组三台滤波电抗器的一端，第一组三台滤波电抗器的另一端分别作为所述的带直流短路故障保护的混合模块化多电平换流器的三相交流相线端；三台下换流臂的三个负极端连接到一起后作为所述的带直流短路故障保护的混合模块化多电平换流器的直流负极端，三台下换流臂的三个正极端分别连接到第二组三台滤波电抗器的一端，第二组三台滤波电抗器的另一端分别连接到所述的带直流短路故障保护的混合模块化多电平换流器的三相交流相线端。

上述的具有清除直流短路故障功能的混合模块化多电平换流器中，所述的上换流臂和下换流臂，分别包括多个A型功率模块以及多个B型功率模块，多个A型功率模块和多个B型功率模块采用串联连接形成一个正极端和一个负极端。

上述的上换流臂和下换流臂中的A型功率模块，包括第一直流电容器C1、第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第一直流放电可控硅K1及第一直流放电电阻R1；所述的第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3和第四半导体开关S4集电极分别与所述的第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3和第四续流二极管D4的阴极相连接，所述的第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3和第四半导体开关S4的发射极分别与所述的第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3和第四续流二极管D4的阳极相连接；所述的第一半导体开关S1的发射极和第二半导体开关S2的集电极相连接作为A型功率模块的正极端，所述的第三半导体开关S3的发射极和所述的第四半导体开关S4的集电极相连接作为A型功率模块的负极端；所述的第一直流电容器C1的正极端与所述的第一半导体开关S1的集电极以及所述的第三半导体开关S3的集电极相连接，第一直流电容器C1的负极端与第二半导体开关S2的发射极、第四半导体开关S4的发射极以及所述的第一直流放电可控硅K1的阴极相连接；所述的第一直流放电电阻R1的一端和直流电容器C1的正极端相连接，第一直流放电电阻R1的另一端和所述的第一直流放电可控硅K1的阳极相连接。