一種帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路，屬于電氣自動化設備領域。
【背景技術】
[0002]模塊化多電平電壓源變流器在實現(xiàn)架空線直流輸電時，需解決直流側短路的保護問題。目前常用的方法有:I)模塊化多電平功率模塊(MMC功率模塊)橋臂下管反并聯(lián)可控硅，利用該可控硅來承受大的短路電流，并等待交流側開關跳閘；2)采用鉗位雙子模塊(CDSM)中的保護IGBT來實現(xiàn)直流短路電流的快速關斷。CDSM的缺點是:I)保護IGBT及相應的鉗位二極管電壓電流容量與主功率器件相同，成本高；2)保護IGBT及其續(xù)流二極管輪換工作在導通狀態(tài)，由于其正向壓降大，導通損耗大。因此，需要一種成本較低且運行損耗較小的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是提出一種帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路，以克服現(xiàn)有技術之不足，使用成本較低的可控硅器件來實現(xiàn)直流短路電流的清除，降低變流器整體成本并降低運行損耗。
[0004]本實用新型提出的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路，包括第一直流電容器Cl、第二直流電容器C2、第一半導體開關S1、第二半導體開關S2、第三半導體開關S3、第四半導體開關S4、第五半導體開關S5、第一保護可控硅S6、第二保護可控硅S7、第三保護可控硅S8、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4、第五續(xù)流二極管D5、第六續(xù)流二極管D6、阻容吸收電路CS/RS、均壓電阻RJ、第一充電二極管D9、第二充電二極管D10、第一限流電阻RLl及第二限流電阻RL2;
[0005]所述的第一半導體開關S1、第二半導體開關S2、第三半導體開關S3、第四半導體開關S4和第五半導體開關S5的集電極分別與所述的第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4和第五續(xù)流二極管D5的陰極相連接，所述的第一半導體開關S1、第二半導體開關S2、第三半導體開關S3、第四半導體開關S4和第五半導體開關S5的發(fā)射極分別與所述的第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4和第五續(xù)流二極管D5的陽極相連接;所述的第一保護可控硅S6的陽極與所述的第六續(xù)流二極管D6的陰極相連接;所述的第一保護可控硅S6的陰極與所述的第六續(xù)流二極管D6的陽極相連接，所述的第一半導體開關SI的發(fā)射極與第二半導體開關S2的集電極相連接后作為帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的正極端，所述的第三半導體開關S3的發(fā)射極與所述的第四半導體開關S4的集電極相連接后作為帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的負極端;所述的第一直流電容器Cl的正極端與所述的第一半導體開關SI的集電極相連接，第一直流電容器Cl的負極端同時與第二半導體開關S2的發(fā)射極、第五半導體開關S5的發(fā)射極以及第一保護可控硅S6的陰極相連接;所述的第二直流電容器C2的正極端與第三半導體開關S3的集電極、第五半導體開關S5的集電極以及第一保護可控硅S6的陽極相連接，第二直流電容器C2的負極端與第四半導體開關S4的發(fā)射極相連接;所述的阻容吸收電路CS/RS和所述的均壓電阻RJ分別并聯(lián)于第五半導體開關S5的集電極和發(fā)射極，所述的第一充電二極管D9的陽極連接到第一限流電阻RLl的一端，第一限流電阻RLl的另一端連接到第五半導體開關S5的集電極，第一充電二極管D9的陰極連接到第一半導體開關SI的集電極;所述的第二充電二極管DlO的陰極連接到所述的第五半導體開關S5的發(fā)射極，第二充電二極管DlO的陽極連接到第二限流電阻RL2的一端，所述的第二限流電阻RL2的另一端連接到所述的第四半導體開關S4的發(fā)射極;所述的第二保護可控硅S7的陰極與所述的第二半導體開關S2的集電極相連接，第二保護可控硅S7的陽極與第二半導體開關S2的發(fā)射極相連接;所述的第三保護可控硅S8的陰極與所述的第三半導體開關S3的集電極相連接，第三保護可控硅S8的陽極與第三半導體開關S3的發(fā)射極相連接。
[0006]本實用新型提出的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路，其優(yōu)點是:使用成本較低的可控硅器件來實現(xiàn)直流短路電流的清除，降低變流器整體成本并降低運行損耗。基于本實用新型的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路可以應用于柔性直流輸電(VSC-HVDC)、靜止同步補償器(STATC0M)，等等。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]本實用新型提出的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路，包括第一直流電容器Cl、第二直流電容器C2、第一半導體開關S1、第二半導體開關S2、第三半導體開關S3、第四半導體開關S4、第五半導體開關S5、第一保護可控硅S6、第二保護可控硅S7、第三保護可控硅S8、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4、第五續(xù)流二極管D5、第六續(xù)流二極管D6、阻容吸收電路CS/RS、均壓電阻RJ、第一充電二極管D9、第二充電二極管D10、第一限流電阻RLl及第二限流電阻RL2;
[0009]所述的第一半導體開關S1、第二半導體開關S2、第三半導體開關S3、第四半導體開關S4和第五半導體開關S5的集電極分別與所述的第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4和第五續(xù)流二極管D5的陰極相連接，所述的第一半導體開關S1、第二半導體開關S2、第三半導體開關S3、第四半導體開關S4和第五半導體開關S5的發(fā)射極分別與所述的第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4和第五續(xù)流二極管D5的陽極相連接;所述的第一保護可控硅S6的陽極與所述的第六續(xù)流二極管D6的陰極相連接;所述的第一保護可控硅S6的陰極與所述的第六續(xù)流二極管D6的陽極相連接，所述的第一半導體開關SI的發(fā)射極與第二半導體開關S2的集電極相連接后作為帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的正極端，所述的第三半導體開關S3的發(fā)射極與所述的第四半導體開關S4的集電極相連接后作為帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的負極端;所述的第一直流電容器Cl的正極端與所述的第一半導體開關SI的集電極相連接，第一直流電容器Cl的負極端同時與第二半導體開關S2的發(fā)射極、第五半導體開關S5的發(fā)射極以及第一保護可控硅S6的陰極相連接;所述的第二直流電容器C2的正極端與第三半導體開關S3的集電極、第五半導體開關S5的集電極以及第一保護可控硅S6的陽極相連接，第二直流電容器C2的負極端與第四半導體開關S4的發(fā)射極相連接;所述的阻容吸收電路CS/RS和所述的均壓電阻RJ分別并聯(lián)于第五半導體開關S5的集電極和發(fā)射極，所述的第一充電二極管D9的陽極連接到第一限流電阻RLl的一端，第一限流電阻RLl的另一端連接到第五半導體開關S5的集電極，第一充電二極管D9的陰極連接到第一半導體開關SI的集電極;所述的第二充電二極管DlO的陰極連接到所述的第五半導體開關S5的發(fā)射極，第二充電二極管DlO的陽極連接到第二限流電阻RL2的一端，所述的第二限流電阻RL2的另一端連接到所述的第四半導體開關S4的發(fā)射極;所述的第二保護可控硅S7的陰極與所述的第二半導體開關S2的集電極相連接，第二保護可控硅S7的陽極與第二半導體開關S2的發(fā)射極相連接;所述的第三保護可控硅S8的陰極與所述的第三半導體開關S3的集電極相連接，第三保護可控硅S8的陽極與第三半導體開關S3的發(fā)射極相連接。
[0010]圖1所示為本實用新型提出的帶直流故障清除的模塊化多電平變流模塊電路的電路原理圖。圖1中，變流