[发明专利]用于全控开关器件的隔离供能装置及方法

说明书

本发明属于直流输电领域，公开了一种用于全控开关器件的隔离供能装置及方法，应用于高压直流输电设备中，高压直流输电设备包括正极阀塔及负极阀塔，隔离供能装置电性连接于正极阀塔、负极阀塔以及电源，隔离供能装置包括多个隔离供能单元，通过多个隔离供能单元对正极阀塔及负极阀塔进行分级隔离供能。本发明应用于新型高压直流输电混合换流器，可以有效的为混合换流器中的可关断管阀串的全控开关器件驱动电路及控制保护装置等供能，易于工程实现。

技术领域

本发明属于直流输电领域，尤其涉及一种用于全控开关器件的隔离供能装置及方法。

背景技术

高压直流输电技术(HVDC，High-Voltage Direct Current)利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。它基本上由两个换流站和直流输电线组成，两个换流站与两端的交流系统相连接。高压直流输电系统的设备包括：换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。换流器是高压直流输电的核心设备，是影响HVDC系统性能、运行方式、设备成本以及运行损耗等的关键因素。换流器实现直流电交流电相互转换，当其工作在整流(或逆变)状态时，又称为整流器(或逆变器)。一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实现交流变直流、流变交流的功能。

高压直流输电技术由于其输送容量大、损耗低、可靠性高等优势，目前被广泛应用。而换相失败是直流输电系统发生概率较高的故障之一。在换流器中，退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程未进行完毕，则在阀电压变成正向时，被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，这种情况称为换相失败。将会导致换流阀闭锁，中断直流系统的输电通道，严重的情况下可能会导致电网崩溃。

传统高压直流输电换流器采用晶闸管组成三相桥式整流作为基本单元，每个桥臂均由晶闸管阀串组成，由于晶闸管阀串无法主动控制电流关断，换流器具有较大的换流电流和无功支撑，存在换相失败的风险，可靠性有待提高。

请参照图1，图1为新型高压直流输电混合换流器的桥臂示意图。如图1所示，针对现有的高压直流输电换流器存在且发生的换相失败的故障问题，因此采用新型高压直流输电混合换流器，可以提高换流器的抵御换相失败能力，从而减少换相失败故障发生次数。新型高压直流输电混合换流器包含晶闸管和可关断管阀串的混合串联，其中，可关断管阀串可包含具有反向阻断能力的IGCT或GTO或IGBT及其改进型可关断器件中的一种或多种，也可为不具有反向阻断能力的IGCT或GTO或IGBT及其改进型可关断器件与二极管串联组合。

在新型高压直流输电混合换流器运行时，需要对可关断管阀串的全控开关器件驱动及其控制保护装置等提供能量，用于其每次运行时的开通关断等。目前仅有对晶闸管的高位在线取能方法，尚缺失对可关断管阀串的全控开关器件的供能方法，因此本发明的目的在于提出一种应用于新型高压直流输电混合换流器的全控开关器件的隔离供能装置及方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于全控开关器件的隔离供能装置，其中，应用于高压直流输电设备中，所述高压直流输电设备包括正极阀塔及负极阀塔，所述隔离供能装置电性连接于所述正极阀塔、所述负极阀塔以及电源，所述隔离供能装置包括多个隔离供能单元，通过多个所述隔离供能单元对所述正极阀塔及所述负极阀塔进行分级隔离供能。

上述的隔离供能装置，其中，所述正极阀塔及所述负极阀塔均包括多层阀段，所述隔离供能装置包括第一隔离供能单元，所述第一隔离供能单元的一端电性连接于电源，所述正极阀塔与所述负极阀塔之间具有连接中点，所述第一隔离供能单元的另一端电性连接于所述连接中点及所述正极阀塔及所述负极阀塔的第一层阀段，所述电源的电能经所述第一隔离供能单元进行一级隔离后为所述正极阀塔及所述负极阀塔的第一层阀段供能。