[发明专利]换流装置和双极换流系统

说明书

本发明公开一种换流装置和双极换流系统。该换流装置包括控制模块和三个功率模块，功率模块包括箱体以及安装于箱体内的两层功率模组，各层功率模组均由级联设置的多个功率单元构成；上桥臂的第一接线端子和下桥臂的第一接线端子，用于与三相高压输电系统中一个相位上的交流电连接，以组网同相位的交流回路；上桥臂的第二接线端子和下桥臂的第二接线端子与直流输电母线连接；控制模块包括阀控控制器，阀控控制器分别与三个功率模块中的上桥臂和下桥臂连接，用于驱动上桥臂和下桥臂中的功率单元工作，以执行对三相高压输电系统中的三相交流电和高压直流电之间的电能转换操作。采用本发明实施例中的技术方案，能够实现对MMC换流阀的模块化建造。

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种换流装置和双极换流系统。

背景技术

换流阀的功能是对电流执行转换操作，比如，将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电。模块化多电平换流阀(Modular Multi-level Control，MMC)是一种新型电压变化电路，可以通过将多个子模块级联的方式叠加输出很高的电压。MMC换流阀具有输出谐波少、模块化程度高等特点，在电力系统中具有广泛的应用前景。考虑到换流阀对工作环境的要求，用于柔性直流输电领域的MMC换流阀通常需要设计为户内阀塔结构，但是，户内阀塔结构具有施工要求高、造价高和施工周期长的特点，阻碍了MMC换流阀的推广应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种换流装置和双极换流系统，能够实现对MMC换流阀的模块化建造，具有施工要求低、造价低和施工周期短的特点，有利于MMC换流阀的推广应用。

第一方面，本发明实施例提供一种换流装置，该换流装置包括控制模块和三个功率模块：

功率模块包括箱体以及安装于箱体内的两层功率模组，各层功率模组均由级联设置的多个功率单元构成，位于上层的功率模组为下桥臂，位于下层的功率模组为上桥臂；

上桥臂的第一接线端子和下桥臂的第一接线端子，用于与三相高压输电系统中一个相位上的交流电连接，以组网同相位的交流回路；上桥臂的第二接线端子和下桥臂的第二接线端子，与直流输电母线连接；

控制模块包括阀控控制器，阀控控制器分别与三个功率模块中的上桥臂和下桥臂连接，用于驱动上桥臂和下桥臂中的功率单元工作，以执行对三相高压输电系统中的三相交流电和高压直流电之间的电能转换操作。

在第一方面的一种可能的实施方式中，换流装置还包括：与三个功率模块对应设置的三个电抗器塔架；其中，每个电抗器塔架包括两层电抗器，位于上层的电抗器为下桥臂电抗器，位于下层的电抗器为上桥臂电抗器，下桥臂电抗器和上桥臂电抗器之间设置有层间支柱绝缘子，上桥臂电抗器和地面之间设置有对地支柱绝缘子；上桥臂电抗器的第一接线端子与对应上桥臂的第一接线端子连接，下桥臂电抗器的第一接线端子与对应下桥臂的第一接线端子连接；上桥臂电抗器的第二接线端子以及对应下桥臂电抗器的第二接线端子，用于与三相高压输电系统中一个相位上的交流电连接，以组网同相位的交流回路。

在第一方面的一种可能的实施方式中，上桥臂电抗器的第二接线端子以及对应下桥臂电抗器的第二接线端子与联结变压器连接，联结变压器用于连接三相高压输电系统。

在第一方面的一种可能的实施方式中，电抗器塔架的顶端设置有塔盖。

在第一方面的一种可能的实施方式中，箱体的侧壁上安装有一个或两个以上的换热风扇；控制模块还包括风冷控制器，风冷控制器与所述换热风扇连接。

在第一方面的一种可能的实施方式中，箱体内安装有用于冷却功率模组的水冷管路，控制模块还包括水机控制器，用于控制水冷管路中冷却水的运行状态。

在第一方面的一种可能的实施方式中，箱体的顶盖上还安装有一个或两个以上的风冷换热器，水机控制器还与风冷换热器连接。