[实用新型]一种利用全桥MMC结构实现大地回线金属回线快速转换电路

说明书

本申请提出一种利用全桥MMC结构实现大地回线金属回线快速转换电路，兼顾柔性高压直流输电系统的特点，借助IGBT和二极管，利用IGBT导通时间短的特点，通过简单的操作步骤，实现大地回线到金属回线的快速转换，大大减小直流电流入地时间，减小对周围设施的影响。同时在无接地极或者接地极不可用的情况下，可提高系统的可靠性，减少双极闭锁的概率，增加系统的稳定性。

技术领域

本实用新型属于高压直流输电系统领域，具体涉及一种利用全桥MMC结构实现大地回线金属回线快速转换电路。

背景技术

直流输电系统有多种运行方式，包括双极运行，单极大地回线运行，单极金属回线运行。当直流某一极进行检修或发生故障时，另一极就可以通过单极大地回线运行方式继续运行，这大大提高了直流输电系统的可靠性。但长期的大地回线运行容易导致偏磁、过大入低电流等问题，所以故障情况下常采用单极大地回线自动转单极金属回线运行方式，同时在无接地极或接地极不可用的情况下，当发生单极闭锁时，则必须快速完成单极大地回线到单极金属回线的转换。

现有的大地转金属方案往往利用开关导闸实现，把金属回路用隔离开关合闸和金属回路开关MRS合闸，实现接地极回路电流往金属回线的分流，从而实现大地金属转换，但是这种开关合闸时间较长，一般为秒级，不能满足快速转换的需求。

实用新型内容

基于此，本实用新型旨在提出一种利用全桥MMC结构实现大地回线金属回线快速转换金属回线电路，利用全桥MMC结构的特点，采用IGBT作为转换回路，由于IGBT导通时间接近毫秒级，可满足快速转换需求。

本实用新型一种利用全桥MMC结构实现大地回线金属回线快速转换电路，应用于直流输电系统，包括借助直流线路连接的两端及三端以上的换流站，每个换流站的直流侧包括：

串联于高速中性母线开关HSNBS与直流极线之间的全桥MMC结构；

金属回线转换断路器MRTB，设置在大地回线上；

金属回路开关MRS，设置在运行极的中性母线开关、故障极的中性母线开关与所述金属回线转换断路器MRTB之间；

金属回路用隔离开关，分别设置在运行极与故障极的金属回线上，用于连接金属回线与所述金属回路开关MRS；

在大地回线与金属回线的快速转换中，

直流电流经过送端的中性线高速开关HSNBS、金属回路转换开关MRTB及送端的接地极构成单极大地回线回路，触发逆变侧的全桥MMC结构的晶体管开关T2和整流侧全桥MMC结构的晶体管开关T1，通过逆变侧全桥MMC结构的T2、二极管D4和整流侧全桥MMC结构的T1、二极管D3形成分流通路；

电流在接地极线路与直流极线之间重新分配；

当所述金属回路转换开关MRTB闭合时电流仅流经大地回线；

断开所述金属回路转换开关MRTB，电流经送端的中性线高速开关HSNBS和阀组旁路断路器流向故障极的直流极线，当闭合故障极的金属回路用隔离开关和送端的金属回路开关MRS，且故障极的送端与受端的换流变进线断路器处于断开状态时，电流分流至故障极的直流极线，完成大地回线与金属回线的快速转换。

优选地，所述直流输电系统为柔性高压直流输电系统。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有如下优点：

本实用新型提出一种利用全桥MMC结构实现大地回线金属回线快速转换电路，兼顾柔性高压直流输电系统的特点，借助IGBT和二极管，利用IGBT导通时间短的特点，通过简单的操作步骤，实现大地回线到金属回线的快速转换，大大减小直流电流入地时间，减小对周围设施的影响。同时在无接地极或者接地极不可用的情况下，可提高系统的可靠性，减少双极闭锁的概率，增加系统的稳定性。