基于三相h橋的電壓電流轉換開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸電技術領域，具體涉及一種基于三相H橋的電壓電流轉換開關。
【背景技術】
[0002]近年，城鎮化發展速度進一步加快，城市用電負荷不斷增長，客觀上要求電網規模與傳輸容量保持持續發展，然而目前城市電網普遍存在以下問題。
[0003]城市用電負荷增加，交流線路輸送能力不足，線路走廊匱乏。對于重載的交流線路，無法通過加裝FACTS裝置大幅提高輸送能力，而新建線路遇到的阻力越來越大，特別是進城的線路工程，在征地、環保方面難以得到支持。城市電網結構日益緊密，短路電流問題突出。
[0004]城市電網發展速度較快，電網線路相互交織，緊密程度較高，等效阻抗較小，導致電網的短路電流水平較高。如采用新建交流線路來解決城市電網供電能力不足的問題，將會造成電網進一步緊密，等效阻抗進一步減小，從而導致短路電流增大，影響電網安全運行。
[0005]城市電網無功電壓調節日趨困難，電壓穩定性問題不容忽視。城市電網中電纜線路日益增多，市區變電站受用地限制，感性無功配置普遍不足，無功電壓調節日趨困難，尤其是電網低谷負荷時段，電壓偏高情況嚴重。此外，城市電網中空調負荷、電動機負荷比重較大，由于快速的動態無功調整能力不足，電網高峰負荷時段動態電壓穩定問題逐漸突出。
[0006]鑒于上述問題，有必要研究新的技術手段，既要充分發揮現有線路走廊輸的輸電潛力，又要防止出現短路電流超標和動態無功支撐不足等問題。
[0007]從輸電線路方面來看，制約交流線路傳輸容量的主要因素是絕緣耐受能力。目前，交流系統的絕緣按照電壓峰值設計，但是傳輸容量是由電壓有效值決定，僅為峰值的71 %。研究表明，交流線路在直流方式下運行，由于絕緣層內的電場分布、發熱情況等方面的差異，交流線路的直流絕緣強度幾乎是交流電壓的2?3倍或更大。另外，對于電纜線路，由于其電容要比架空線路大得多，如果采用交流輸電方式并且當電纜長度超過一定數值(如40?60km)時，就會出現電容電流占用電纜芯線全部有效負載能力的情況，而采用直流輸電方式，其穩態電容電流僅是由紋波電壓引起，數值很小，故電纜的送電長度幾乎不受電容電流的限制。
[0008]綜上，需要提供一種將三相交流線路改造為柔性直流輸電的方案，特別是需要提供一種極間電壓電流轉換開關，減小在其切換過程中需要斷開的電流值。。
【發明內容】
[0009]為了滿足現有技術的需要，本實用新型提供了一種基于三相H橋的電壓電流轉換開關。
[0010]本實用新型的技術方案是:
[0011]所述開關包括送端三相換流器和受端三相換流器；所述送端三相換流器接入送端交流系統，所述受端三相換流器接入受端交流系統；
[0012]所述送端三相換流器中每相的上橋臂和下橋臂的連接點，以及所述受端三相換流器中每相的上橋臂和下橋臂的連接點，通過交流電纜連接；
[0013]所述交流電纜包括第一極交流電纜、第二極交流電纜和第三極交流電纜。
[0014]優選的，所述送端三相換流器和受端三相換流器均為H橋多電平換流器；
[0015]所述H橋多電平換流器的上橋臂和下橋臂均包括N個串聯的H橋功率子模塊，N至少為2 ;所述上橋臂和下橋臂通過導線連接；
[0016]優選的，所述H橋功率子模塊包括依次并聯的第一橋臂、電容和第二橋臂；
[0017]所述第一橋臂包括兩個串聯的全控型器件，第二橋臂也包括兩個串聯的全控型器件；
[0018]優選的，所述全控型器件的兩端均并聯一個二極管；
[0019]所述二極管的陽極與全控型器件的發射極連接，二極管的陰極與全控型器件的集電極連接；
[0020]優選的，所述送端三相換流器的輸入端均接入所述送端交流系統的同一個母線中，或者所述輸入端分別接入送端交流系統的不同母線中；
[0021]所述受端三相換流器的輸出端均接入所述受端交流系統的同一個母線中，或者所述輸出端分別接入受端交流系統的不同母線中。
[0022]與最接近的現有技術相比，本實用新型的優異效果是:
[0023]1、本實用新型提供的一種基于三相H橋的電壓電流轉換開關，通過對三相H橋電壓電流轉換開關每相橋的上下橋臂的控制即可實現三極電纜線路電壓方向和電流方向的周期性的改變；
[0024]2、本實用新型提供的一種三相H橋的電壓電流轉換開關，針對交流電纜線路的增容改造技術，大大削弱了電纜線路中空間電荷積累的問題，保證了改造后電纜線路的絕緣性能；
[0025]3、本實用新型提供的一種三相H橋電壓電流轉換開關，能夠充分、均衡利用三相交流電纜線路的通流能力，而且三相電流之和在任意時刻為零，不會產生流經大地的零序環流；
[0026]4、本實用新型提供的一種基于三相H橋電壓電流轉換開關，采用H橋級聯技術，該技術成熟度高，可擴展性強，推廣應用前景良好；
[0027]5、本實用新型提供的電壓電流轉換開關，應用于三相交流電纜線路輸電系統改造，在不增加電網短路水平的同時，顯著提升系統運行的靈活性和可靠性。
【附圖說明】
[0028]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0029]圖1:本實用新型實施例中米用基于二相H橋的電壓電流轉換開關結構不意圖；
[0030]圖2:本實用新型實施例中H橋子模塊結構示意圖；
[0031]圖3:本實用新型實施例中第一極交流電纜電流和電壓波形圖；
[0032]圖4:本實用新型實施例中第二極交流電纜電流和電壓波形圖；
[0033]圖5:本實用新型實施例中第三極交流電纜電流和電壓波形圖。
【具體實施方式】
[0034]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0035]本實用新型提供的一種基于三相H橋的電流轉換開關，適用于新型緊湊化輸電系統，利用了電容器的充放電，配合極間電壓電流調制策略，防止極間電壓電流變化過程中電流突變具有重要意義。
[0036]本實用新型提供的一種基于三相H橋的電壓電流轉換開關的實施例如圖1所示，主要包括送端三相換流器和受端三相換流器，其中，
[0037]送端三相換流器接入送端交流系統，受端三相換流器接入受端交流系統。
[0038]送端三相換流器中每相的上橋臂和下橋臂的連接點，以及受端三相換流器中每相的上橋臂和下橋臂的連接點，通過交流電纜連接；
[0039]本實施例中，交流電纜包括第一極交流電纜、第二極交流電纜和第三極交流電纜。
[0040]1、送端三相換流器
[0041]送端三相換流器為H橋多電平的換流器；該H橋多電平的換流器的上橋臂和下橋臂均包括N個串聯的H橋子模塊，N至少為2 ;上橋臂和下橋臂通過導線連接。
[0042]本實施例中送端三相換流器包括三個單相H橋級聯的換流橋臂，每個換流橋臂包括的H橋子模塊個數取決于輸電系統的容量和電壓等級
[0043]2、受端三相換流器
[0044]受端三相換流器也為H橋多電平換流器；該H橋多電平換流器的上橋臂和下橋臂也均包括N個串聯的H橋子模塊，N至少為2 ;上橋臂和下橋臂也通過導線連接。
[0045]本實施例中受端三相換流器由三個單相H橋級聯的換流橋臂組成，每個換流橋臂包括的