柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置及其方法与流程

技术特征：
1.一种柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，将换流阀阀塔中每一层柔直子模块作为一个单元，该单元包括n个子模块，n≥2；每个子模块包括旁路开关k、电容c0、高压电源和控制器；每个子模块的高压电源除为本子模块供电(dc1)外，还作为冗余供电电源(dc2)，为相邻的子模块供电，每个子模块具备双路电源供电(dc1、dc2)，并优先使用本子模块的高压电源供电。2.根据权利要求1所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，所述n个子模块的冗余供电电源组成环形结构，每个子模块的控制器由本子模块的高压电源和相邻子模块的高压电源供电；该环形结构包括：第n个子模块的控制器由该第n个子模块的高压电源和第n-1个子模块的高压电源供电，第1个子模块的控制器由该第1个子模块的高压电源和第n个子模块的高压电源供电。3.根据权利要求1或2所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，所述优先使用本子模块的高压电源供电包括：在相邻子模块的高压电源给本子模块控制器的供电路线中串联稳压管d3。4.根据权利要求1-3任一项所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，在相邻子模块的高压电源给本子模块控制器的供电路线中串联开关管k1，通过检测旁路开关k的状态以控制开关管k1的关断，从而切除冗余电源。5.根据权利要求4所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，所述旁路开关k包括控制线圈、主触点k和辅助触点；控制线圈包括正极xq_p和负极xq_n；辅助触点包括常开触点cd_k、常闭触点cd_b、公共触点cd_g；主触点k与子模块桥臂中的一个igbt并联，公共触点cd_g接地gnd；子模块正常运行时，常闭触点cd_b与公共触点连接、常开触点cd_k与公共触点断开；当子模块故障，旁路闭合时，常闭触点cd_b与公共触点断开，常开触点cd_k与公共触点连接。6.根据权利要求5所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，还包括常开触点检测及控制回路，通过检测旁路开关常开触点cd_k的电压以控制开关管k1的关断。7.根据权利要求6所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，当子模块旁路开关未闭合且本子模块的高压电源正常时，相邻的冗余供电电源接入供电主回路，为该子模块的控制器供电；当子模块旁路开关未闭合且本子模块的高压电源异常时，相邻的冗余供电电源接入供电主回路，为该子模块的控制器供电；当子模块旁路开关闭合时，相邻的冗余供电电源被切断，不为该子模块的控制器供电。8.根据权利要求6或7所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，所述常开触点检测及控制回路包括两个作为开关管的三极管k1、k2、一个稳压管d4和若干电阻组成；当本子模块旁路开关k未闭合时，旁路开关常闭触点带电，从而使开关管k1导通，进而使开关管k2导通，冗余供电电源接入本子模块供电主回路；
当本子模块旁路开关闭合时，旁路开关常闭触点电位为0，从而使开关管k1关断，进而使开关管k2关断，冗余供电电源从本子模块供电主回路切除。9.根据权利要求8所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置，其特征在于，所述旁路开关的常开触点cd_k通过电阻r6和r7分压供电。10.一种柔性直流输电子模块冗余供电及切除方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的装置执行，包括如下步骤：检测子模块的高压电源以及该子模块的旁路开关的状态，根据所述状态控制冗余供电电源的供电。11.根据权利要求10所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除方法，其特征在于，当子模块旁路开关未闭合且本子模块的高压电源正常时，相邻的冗余供电电源接入供电主回路，为该子模块的控制器供电；当子模块旁路开关未闭合且本子模块的高压电源异常时，相邻的冗余供电电源接入供电主回路，为该子模块的控制器供电；当子模块旁路开关闭合时，相邻的冗余供电电源被切断，不为该子模块的控制器供电。12.根据权利要求11所述的柔性直流输电子模块冗余供电及切除方法，其特征在于，当本子模块无故障时，其旁路开关常闭触点电位大于0v，控制开关管导通，冗余供电电源接入本子模块供电系统中；当本子模块发生故障被旁路时，其旁路开关常闭触点电位等于0v，控制开关管断开，冗余供电从本子模块供电系统中切除。

技术总结
一种柔性直流输电子模块冗余供电及切除装置及其方法，该装置将阀塔中每一层柔直子模块作为一个单元，该单元中每个子模块的高压电源除为本模块供电(DC1)外，还作为冗余供电电源为相邻的子模块供电(DC2)，而每个子模块优先使用本模块的高压电源，按照如此方式，该单元中所有子模块的冗余供电构成一个环形结构，保证每个子模块具备双路电源供电(DC1、DC2)，使其在失去本模块高压电源供电时，可通过临近的高压电源供电，提高子模块供电可靠性；另外，当本模块故障致使合旁路时，为避免冗余电源继续为本模块供电，将开关管串入冗余供电回路，通过检测本模块旁路开关常开触点来控制开关管关断，从而切除本模块的冗余供电。从而切除本模块的冗余供电。从而切除本模块的冗余供电。


技术研发人员：胡四全 田世克 董朝阳 陈同浩 胡剑生 夏洪亮 张锐 雍进玲 赵起超 樊宏伟 樊大帅 周辉 王亚兵
受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2020.08.20
技术公布日：2022/2/23