[实用新型]一种具有阻断双向故障电流功能的电力电子变压器拓扑

说明书

一种具有阻断双向故障电流功能的电力电子变压器拓扑，包括电力电子变压器，电力电子变压器的高压直流侧输出端与高压直流输电电网间串联有回灌电流阻断模块；回灌电流阻断模块由反并联有续流二极管的多个开关器件串联组成；通过检测电力电子变压器高压直流侧故障电流的方向和大小来控制回灌电流阻断模块中的开关器件的开通和关断，来阻止故障电流回灌入电力电子变压器，从而保护电力电子变压器不出现过压和过流问题，防止器件损坏；本实用新型回灌电流阻断模块具有阻止故障电流从直流故障点流向电力电子变压器侧的作用，因此加入阻断模块之后的系统可以具有直流故障电流双向阻断的功能。

技术领域

本实用新型涉及电力电子变压器技术领域，具体涉及一种具有阻断双向故障电流功能的电力电子变压器拓扑。

背景技术

在高压直流输电系统中，电力电子变压器作为电压变换和电气隔离的基础设备，是电力系统中网络连接的核心装置。目前电力电子变压器在直流输电系统中主要采用的拓扑如图1所示，整个拓扑是由N个电力电子变压器模块组成，其中各电力电子变压器模块的低压输入侧分别并联连接，各电力电子变压器的高压输出侧依次串联的连接。其中整个拓扑结构的输入端为电力电子变压器的低压侧，主要与低压直流输入源相连接，输出端为电力电子变压器的高压侧，与直流输电电网相连接。各电力电子变压器模块是由DAB(双有源桥结构)加全桥模块部分组成。电力电子变压器模块的中采用DAB(双有源桥结构)加全桥模块的结构可以很好的解决高压侧发生直流故障时，故障电流从电力电子变压器高压侧注入高压直流侧的故障点。但是对于来自高压直流侧的反灌的故障电流无法阻断。该故障电流会从高压侧经过全桥模块中的二极管注入高压侧电容，导致电容电压升高，同时较大的故障电流还会导致二极管器件的损坏。现有的技术无法解决上述回灌电流的问题。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种具有阻断双向故障电流功能的电力电子变压器拓扑，除了具备阻止直流故障时，故障电流由电力电子变压器侧注入故障点之外，还可以解决上述故障电流回灌的问题，从而避免电流回灌导致的过电压和过电流问题，防止出现器件的损坏。

本实用新型采用以下技术方案：

一种具有阻断双向故障电流功能的电力电子变压器拓扑，包括电力电子变压器，所述电力电子变压器的高压直流侧输出端与高压直流输电电网间串联有回灌电流阻断模块，即所述回灌电流阻断模块的输入端与电力电子变压器的高压直流侧输出端相连接，输出端与高压直流输电电网相连接；

所述回灌电流阻断模块由反并联有续流二极管的多个开关器件串联组成，其中第一开关器件的发射极与电力电子变压器的输出端相连接，第一开关器件的集电极与第二开关器件的发射极相连接，后面的开关器件按照第一开关器件与第二开关器件的串联连接方式依次串联连接；所述每个串联开关器件均反向并联一续流二极管，所述续流二极管的阳极与开关器件的发射极相连接，所述续流二极管的阴极与开关器件的集电极相连接；

通过检测电力电子变压器高压直流侧故障电流的方向和大小来控制回灌电流阻断模块中的开关器件的开通和关断，来阻止故障电流回灌入电力电子变压器，从而保护电力电子变压器不出现过压和过流问题，防止器件损坏。

所述回灌电流阻断模块中的每个串联开关器件所反并联的续流二极管两端并联有能量吸收元件。

所述能量吸收元件为避雷器。

所述回灌电流阻断模块中开关器件为IGBT。

所述回灌电流阻断模块中开关器件的数量为两个。

相比于现有技术，本实用新型具备如下优点：