一種基于諧振分流回路的換相裝置及其實現方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種換相裝置及其實現方法，特別是關于一種基于諧振分流回路的換 相裝置及其實現方法。
【背景技術】
[0002] 換相失敗是逆變器常見故障，在工程中亟需采取相應改善措施。若使用目前的強 迫換相技術將在晶閘管閥上串、并聯大量輔助充放電回路和輔助橋臂，會較大程度改變換 流閥結構，使得換流器結構復雜，造成成本的增加和技術上的難題。
[0003] 傳統LCC-HVDC換相時，需要一個具有足夠強度的交流電壓源為換流閥提供換相 電壓，當交流系統存在擾動、電壓調節困難以及諧波污染等問題都會給換流器換相造成問 題；在饋入弱交流系統時換相失敗發生幾率較高，并且可能難以從擾動中恢復，無功控制能 力有限。因此，研究具有改善換相特性作用的新型換相橋路具有重要意義。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠有效降低換相失敗幾率的基于諧振 分流回路的換相裝置及其實現方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基于諧振分流回路的換相裝置， 其設置在兩組十二脈動換流閥的一側，其特征在于：該換相裝置包括平波電抗器、第一晶閘 管、第二晶閘管、第一LC串聯諧振電路、第三晶閘管、第四晶閘管和第二LC串聯諧振電路； 所述平波電抗器的輸入端連接直流母線正極，所述平波電抗器的輸出端并聯連接所述第一 晶閘管的陽極、第一LC串聯諧振電路的輸入端和第一組十二脈動換流橋的高壓輸入端，所 述第一晶閘管的陰極和第一LC串聯諧振電路的輸出端并聯連接所述第二晶閘管的陽極， 所述第二晶閘管的陰極和第一組十二脈動換流橋的高壓輸出端同時接地；所述第四晶閘管 的陽極和第二組十二脈動換流橋的低壓輸入端同時接地，所述第四晶閘管的陰極并聯連接 所述第三晶閘管的陽極和第二LC串聯諧振電路的輸入端，所述第三晶閘管的陰極、第二LC 串聯諧振電路的輸出端和第二組十二脈動換流橋的低壓輸出端并聯連接直流母線負極。
[0006] 所述第一LC串聯諧振電路包括第一電感和第一電容，所述第一電感的一端作為 第一LC串聯諧振電路的輸入端，所述第一電感的另一端串聯連接所述第一電容的一端，所 述第一電的另一端作為所述第一LC串聯諧振電路的輸出端。
[0007] 所述第二LC串聯諧振電路包括第二電感和第二電容，所述第二電感的一端作為 所述第二LC串聯諧振電路的輸入端，所述第二電感的另一端串聯連接所述第二電容的一 端，所述第二電容的另一端作為所述第二LC串聯諧振電路的輸出端。
[0008] 所述第一LC串聯諧振電路和第二LC串聯諧振電路中電感L和電容C大小根據設 定的增加的關斷時間tk決定：
[0009] tk =λ/Ζγ；τ
[0010] 式中，L、C為兩串聯諧振電路中的LpL2、Cp(：2的大小。
[0011] -種基于諧振分流回路的換相裝置的實現方法，其特征在于包括以下步驟：1)當 站內控制保護系統監測到任一組十二脈動換流橋換相失敗時，在下一需要換相的橋臂換相 前，觸發第二晶閘閥和第四晶閘閥使之導通，直流母線間的電壓為第一電容和第二電容進 行充電，使得待換相的橋臂兩端承受反向電壓；2)換相時，觸發第一晶閘閥和第三晶閘閥 使之導通，第一電容和第二電容放電，該放電過程使得待換相的橋臂兩端承受反壓，順利 關斷；3)換相完成后，所有晶閘閥自然斷開，為下一次改善換相做準備。
[0012] 本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明基于諧振分流回路的 換相裝置，由于不在原有晶閘管閥和主回路中作改動，元件少、易實現，具備工程實用性。2、 本發明可以與現有控制保護系統配合使用，當正常運行時不投入使用，當控制保護系統監 測到換相失敗時，投入使用，控制靈活，不對直流系統造成長期的附加影響。3、基于諧振分 流回路的換相裝置對換相特性的改善程度，取決于諧振回路參數1^、L2、Q、C2，本發明可以 根據工程實際，靈活設計諧振參數。本發明可以廣泛適用于逆變器的換相過程中。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明基于諧振分流回路的換相裝置結構示意圖；
[0014] 圖2是本發明的基于諧振分流回路的換相裝置換相過程示意圖；
[0015] 圖3是本發明投入諧振分流回路前后橋臂電壓對比波形圖。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖來對本發明進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更 好地理解本發明，它們不應該理解成對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是， 術語"第一"、"第二"等僅僅是用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0017] 如圖1所示，本發明的基于諧振分流回路的換相裝置設置在現有的兩組十二脈動 換流閥的一側，該換相裝置包括平波電抗器A、第一晶閘管CI、第二晶閘管CV2、第一LC串 聯諧振電路、第三晶閘管CV3、第四晶閘管CV4和第二LC串聯諧振電路；平波電抗器A的輸 入端連接直流母線正極，平波電抗器A的輸出端并聯連接第一晶閘管CI的陽極、第一LC串 聯諧振電路的輸入端和第一組十二脈動換流橋B1的高壓輸入端，第一晶閘管(^的陰極和 第一LC串聯諧振電路的輸出端并聯連接第二晶閘管CV2的陽極，第二晶閘管CV2的陰極和 第一組十二脈動換流橋B1的高壓輸出端同時接地；第四晶閘管(^4的陽極和第二組十二脈 動換流橋B2的低壓輸入端同時接地，第四晶閘管CV4的陰極并聯連接第三晶閘管CV3的陽 極和第二LC串聯諧振電路的輸入端，第三晶閘管CV3的陰極、第二LC串聯諧振電路的輸出 端和第二組十二脈動換流橋B2的低壓輸出端并聯連接直流母線負極。
[0018] 在一個優選的實施例中，第一LC串聯諧振電路包括第一電感Q和第一電容Ci，第 一電感1^的一端作為第一LC串聯諧振電路的輸入端，第一電感L^勺另一端串聯連接第一 電容Q的一