本實(shí)用新型涉及一種限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，屬于電網(wǎng)保護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

統(tǒng)一潮流控制器（Unified Power Flow Controller，UPFC）是目前綜合功能最為強(qiáng)大的FACTS裝置。但截至目前世界范圍內(nèi)真正投入工業(yè)化運(yùn)行的UPFC極少，其在工業(yè)化應(yīng)用的道路上還存在著諸多問(wèn)題。例如，其必須有應(yīng)對(duì)系統(tǒng)短路故障電流和系統(tǒng)高電壓沖擊的能力以保證自身不受損害。浙江大學(xué)的學(xué)者在UPFC的基礎(chǔ)上提出一種限流式UPFC，能夠應(yīng)對(duì)短路故障和電壓沖擊，并成功試制10kV樣機(jī)。但在高壓系統(tǒng)中，限流式UPFC還存在限流式UPFC還存在短路電流對(duì)直流電容引起的充電過(guò)電壓?jiǎn)栴}等。

有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行研究，專門開(kāi)發(fā)出一種限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，包括并聯(lián)在限流式UPFC的直流電容兩端的過(guò)壓保護(hù)電路、并聯(lián)變換器、串聯(lián)變換器，所述并聯(lián)變換器通過(guò)第一濾波電感與并聯(lián)變壓器相連，所述串聯(lián)變換器通過(guò)第二濾波電感與串聯(lián)變壓器相連，所述串聯(lián)變壓器的另一端與限流器相連；其中，過(guò)壓保護(hù)電路包括相互連接的限流電阻、二極管、擊穿二極管、濾波電阻、濾波電容、IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)電路和放電電阻，其中，所述過(guò)壓保護(hù)電路由擊穿二極管觸發(fā)動(dòng)作，IGBT作為放電支路的開(kāi)關(guān)，擊穿二極管與限流電阻串聯(lián)，二極管為防止擊穿二極管承受反向電壓，濾波電阻和濾波電容構(gòu)成防止IGBT誤觸發(fā)的低通濾波支路，擊穿二極管的陰極與控制器信號(hào)通過(guò)一個(gè)或門連接到IGBT驅(qū)動(dòng)電路，放電電阻與IGBT相連。

本發(fā)明所述的限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、當(dāng)短路故障發(fā)生后，所述過(guò)壓保護(hù)電路在限流器的配合下能極大的減少直流電容承受的沖擊電壓幅值和上升速度，并且保護(hù)自動(dòng)動(dòng)作，沒(méi)有時(shí)延；

2、對(duì)于電容瞬時(shí)過(guò)壓，當(dāng)短路故障切除后過(guò)壓保護(hù)電路中的擊穿二極管能隨之關(guān)斷，并使限流式UPFC自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行，避免裝置停運(yùn)；

3、由于正常工況下，直流電容的工作電壓小于擊穿二極管的擊穿電壓，即擊穿二極管處于關(guān)斷狀態(tài)，IGBT不導(dǎo)通，因此過(guò)壓保護(hù)電路對(duì)限流式UPFC的常規(guī)運(yùn)行幾乎沒(méi)有影響；

4、通過(guò)對(duì)擊穿二極管、限流電阻、放電電阻、二極管和IGBT進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)選取，限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)電路可適用于不同電壓等級(jí)，尤其是高壓限流式UPFC的保護(hù)。

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例的限流式UPFC主拓?fù)鋱D；

圖2為本實(shí)施例的限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)電路原理圖；

圖3為本實(shí)施例的擊穿二極管符號(hào)圖；

圖4為本實(shí)施例的擊穿二極管的伏安特性圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)，包括并聯(lián)在限流式UPFC的直流電容C兩端的過(guò)壓保護(hù)電路、并聯(lián)變換器、串聯(lián)變換器，所述并聯(lián)變換器通過(guò)第一濾波電感L₁與并聯(lián)變壓器相連，所述串聯(lián)變換器通過(guò)第二濾波電感L₂與串聯(lián)變壓器T_se相連，所述串聯(lián)變壓器的另一端與限流器相連。其中，如圖2-4所示，所述過(guò)壓保護(hù)電路包括相互連接的限流電阻R₁、二極管D、擊穿二極管BOD、濾波電阻R₂、濾波電容C₂、IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)電路和放電電阻R₃，其中，所述過(guò)壓保護(hù)電路由擊穿二極管BOD（Break Over Diode）觸發(fā)動(dòng)作，IGBT作為放電支路的開(kāi)關(guān)，擊穿二極管與限流電阻R₁串聯(lián)，二極管為防止擊穿二極管BOD承受反向電壓，濾波電阻R₂和濾波電容C₂構(gòu)成防止IGBT誤觸發(fā)的低通濾波支路，擊穿二極管BOD的陰極與控制器信號(hào)通過(guò)一個(gè)或門連接到IGBT驅(qū)動(dòng)電路，放電電阻R₃則為大功率放電電阻，與IGBT相連。

正常工況下，直流電容C的工作電壓小于擊穿二極管BOD的擊穿電壓，即擊穿二極管BOD處于關(guān)斷狀態(tài)，IGBT不導(dǎo)通，因此該過(guò)壓保護(hù)電路對(duì)限流式UPFC的正常運(yùn)行沒(méi)有影響。當(dāng)故障發(fā)生后，電容C電壓超過(guò)擊穿二極管BOD的擊穿電壓U_BO，產(chǎn)生的擊穿導(dǎo)通電流峰值為：

其在圖2的M點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)I_TmR₂，再經(jīng)過(guò)或門和IGBT驅(qū)動(dòng)電路后，使得IGBT觸發(fā)導(dǎo)通，直流電容C和放電電阻R₃、IGBT構(gòu)成放電回路，有效限制了直流電容C電壓的峰值和上升速度，低通濾波支路中的濾波電容C₂也起到了短暫支撐M點(diǎn)電位的作用。

隨著故障切除，直流電容C電壓下降，擊穿二極管BOD和IGBT也相繼關(guān)斷，限流式UPFC恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，因此對(duì)于瞬時(shí)電容過(guò)壓，限流式UPFC無(wú)需退出運(yùn)行，該過(guò)壓保護(hù)電路的應(yīng)用可以提高裝置的可靠性。

本實(shí)施例所述的限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、當(dāng)短路故障發(fā)生后，所述過(guò)壓保護(hù)電路在限流器的配合下能極大的減少直流電容C承受的沖擊電壓幅值和上升速度，并且保護(hù)自動(dòng)動(dòng)作，沒(méi)有時(shí)延；

2、對(duì)于電容C瞬時(shí)過(guò)壓，當(dāng)短路故障切除后過(guò)壓保護(hù)電路中的擊穿二極管BOD能隨之關(guān)斷，并使限流式UPFC自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行，避免裝置停運(yùn)；

3、由于正常工況下，直流電容C的工作電壓小于擊穿二極管BOD的擊穿電壓，即擊穿二極管BOD處于關(guān)斷狀態(tài)，IGBT不導(dǎo)通，因此過(guò)壓保護(hù)電路對(duì)限流式UPFC的常規(guī)運(yùn)行幾乎沒(méi)有影響；

4、通過(guò)對(duì)擊穿二極管BOD、限流電阻R₁、放電電阻R₃、二極管D和IGBT進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)選取，限流式UPFC直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)電路可適用于不同電壓等級(jí)，尤其是高壓限流式UPFC的保護(hù)。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。