本實用新型專利技術(shù)提供了一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，包括送端三相換流器和受端三相換流器；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；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。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型專利技術(shù)提供的一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，減小了三極導(dǎo)線電壓極性翻轉(zhuǎn)時，直流電流的變化速率，同時也減小了極間電流轉(zhuǎn)換開關(guān)需要斷開的電流。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及輸電
，具體涉及一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)。
技術(shù)介紹
近年，城鎮(zhèn)化發(fā)展速度進(jìn)一步加快，城市用電負(fù)荷不斷增長，客觀上要求電網(wǎng)規(guī)模與傳輸容量保持持續(xù)發(fā)展，然而目前城市電網(wǎng)普遍存在以下問題。城市用電負(fù)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(jìn)城的線路工程，在征地、環(huán)保方面難以得到支持。城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益緊密，短路電流問題突出。城市電網(wǎng)發(fā)展速度較快，電網(wǎng)線路相互交織，緊密程度較高，等效阻抗較小，導(dǎo)致電網(wǎng)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(wǎng)供電能力不足的問題，將會造成電網(wǎng)進(jìn)一步緊密，等效阻抗進(jìn)一步減小，從而導(dǎo)致短路電流增大，影響電網(wǎng)安全運行。城市電網(wǎng)無功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，電壓穩(wěn)定性問題不容忽視。城市電網(wǎng)中電纜線路日益增多，市區(qū)變電站受用地限制，感性無功配置普遍不足，無功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，尤其是電網(wǎng)低谷負(fù)荷時段，電壓偏高情況嚴(yán)重。此外，城市電網(wǎng)中空調(diào)負(fù)荷、電動機(jī)負(fù)荷比重較大，由于快速的動態(tài)無功調(diào)整能力不足，電網(wǎng)高峰負(fù)荷時段動態(tài)電壓穩(wěn)定問題逐漸突出。鑒于上述問題，有必要研究新的技術(shù)手段，既要充分發(fā)揮現(xiàn)有線路走廊輸?shù)妮旊姖摿Γ忠乐钩霈F(xiàn)短路電流超標(biāo)和動態(tài)無功支撐不足等問題。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(tǒng)的絕緣按照電壓峰值設(shè)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(nèi)的電場分布、發(fā)熱情況等方面的差異，交流線路的直流絕緣強(qiáng)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(dāng)電纜長度超過一定數(shù)值(如40?60km)時，就會出現(xiàn)電容電流占用電纜芯線全部有效負(fù)載能力的情況，而采用直流輸電方式，其穩(wěn)態(tài)電容電流僅是由紋波電壓引起，數(shù)值很小，故電纜的送電長度幾乎不受電容電流的限制。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(zhuǎn)換開關(guān)，減小在其切換過程中需要斷開的電流值。。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本技術(shù)提供了一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)。本技術(shù)的技術(shù)方案是:所述開關(guān)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(tǒng)，所述受端三相換流器接入受端交流系統(tǒng)；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；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。優(yōu)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；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(lián)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(dǎo)線連接；優(yōu)選的，所述H橋功率子模塊包括依次并聯(lián)的第一橋臂、電容和第二橋臂；所述第一橋臂包括兩個串聯(lián)的全控型器件，第二橋臂也包括兩個串聯(lián)的全控型器件；優(yōu)選的，所述全控型器件的兩端均并聯(lián)一個二極管；所述二極管的陽極與全控型器件的發(fā)射極連接，二極管的陰極與全控型器件的集電極連接；優(yōu)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(tǒng)的同一個母線中，或者所述輸入端分別接入送端交流系統(tǒng)的不同母線中；所述受端三相換流器的輸出端均接入所述受端交流系統(tǒng)的同一個母線中，或者所述輸出端分別接入受端交流系統(tǒng)的不同母線中。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的優(yōu)異效果是:1、本技術(shù)提供的一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過對三相H橋電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)每相橋的上下橋臂的控制即可實現(xiàn)三極電纜線路電壓方向和電流方向的周期性的改變；2、本技術(shù)提供的一種三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，針對交流電纜線路的增容改造技術(shù)，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；3、本技術(shù)提供的一種三相H橋電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，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(chǎn)生流經(jīng)大地的零序環(huán)流；4、本技術(shù)提供的一種基于三相H橋電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，采用H橋級聯(lián)技術(shù)，該技術(shù)成熟度高，可擴(kuò)展性強(qiáng)，推廣應(yīng)用前景良好；5、本技術(shù)提供的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，應(yīng)用于三相交流電纜線路輸電系統(tǒng)改造，在不增加電網(wǎng)短路水平的同時，顯著提升系統(tǒng)運行的靈活性和可靠性。【附圖說明】下面結(jié)合附圖對本技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1:本技術(shù)實施例中米用基于二相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)不意圖；圖2:本技術(shù)實施例中H橋子模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3:本技術(shù)實施例中第一極交流電纜電流和電壓波形圖；圖4:本技術(shù)實施例中第二極交流電纜電流和電壓波形圖；圖5:本技術(shù)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】下面詳細(xì)描述本技術(shù)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(biāo)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，旨在用于解釋本技術(shù)，而不能理解為對本技術(shù)的限制。本技術(shù)提供的一種基于三相H橋的電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，適用于新型緊湊化輸電系統(tǒng)，利用了電容器的充放電，配合極間電壓電流調(diào)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。本技術(shù)提供的一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)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，送端三相換流器接入送端交流系統(tǒng)，受端三相換流器接入受端交流系統(tǒng)。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；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。1、送端三相換流器送端三相換流器為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(lián)的H橋子模塊，N至少為2 ;上橋臂和下橋臂通過導(dǎo)線連接。本實施例中送端三相換流器包括三個單相H橋級聯(lián)的換流橋臂，每個換流橋臂包括的H橋子模塊個數(shù)取決于輸電系統(tǒng)的容量和電壓等級2、受端三相換流器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(lián)的H橋子模塊，N至少為2 ;上橋臂和下橋臂也通過導(dǎo)線連接。本實施例中受端三相換流器由三個單相H橋級聯(lián)的換流橋臂組成，每個換流橋臂包括的當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于三相H橋的電壓電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)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(tǒng)，所述受端三相換流器接入受端交流系統(tǒng)；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；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。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：全成浩，孫剛，趙德偉，趙文剛，梁毅，田鑫，趙波，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院，國家電網(wǎng)公司，
類型：新型
國別省市：遼寧;21
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