CN102324850A - 一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源 - Google Patents

一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源 Download PDF

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杨志
邹积勇
薛恒怀
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Abstract

本发明涉及一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源，由取电隔离降压电源、二次隔离电源、和单元控制电路组成，取电隔离降压电源的输入端与链节的直流母排正负端相连，取电隔离降压电源的输出端通过二极管与二次隔离电源的输入端相连，二次隔离电源输出端通过二极管与单元控制电路的输入端相连，所述的链式静止同步补偿器中的链节控制电源，相邻两个或三个链节取电隔离降压电源经二极管后并联，并联后公共点和各备用链节的二次隔离电源输入端相连，具有稳定可靠，成本低廉的特点。

Description

一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源
技术领域
本发明涉及电能质量治理领域相关设备平台，尤其涉及链式静止同步补偿装置及谐波抑制装置中单元电压平衡控制，属于电气自动化设备技术领域。
背景技术
链式换流器也称为H桥串联换流器，该换流器由多个单相H桥换流器（也可称为单元功率模块）的交流输出串联而成，可广泛应用于各种变流装置中，如高压变频调速器（MVD）、新型静止同步补偿器（STATCOM）、新能源发电逆变器、动态电压恢复期（DVR）、有源滤波器（APF）等。
采用链式换流器的新型静止同步补偿器（STATCOM）又称为链式静止同步补偿器，其单个H桥换流器又称为链节。当链式同步补偿器直接输出6KV以上的高电压时，由于单个功率开关器件的耐压限制，链式换流器每相需要较多的链节串联，这样控制器要求输出的脉冲数及需要监控的链节数也较多。
由于链式静止同步补偿器常用于输出较高交流电压的应用场合（3KV~35KV），使得其中的链节的控制电源供电困难。如果从链式换流器外部供电，隔离变压器需解决高耐压和低局放的问题，使得供电电源成本高。因此，需要寻找一种高可靠、低成本的链节控制电源供电方案。
链式静止同步补偿器链式换流器内部的控制单元供电目前主要分为三类：第一类为直流侧取电无备用方案，该方案包括一个DC-DC隔离电源（如图3所示），隔离电源的输入端接到本链节直流侧母线电压，输出端接到本链节的单元控制电路；第二类为交流侧取电无备用，该方案包括一个隔离变压器和一个单相整流桥及一个DC-DC开关电源，拓扑如图4所示；第三类为交流侧取电备用方案，如图5所示（清华大学交流取电方案拓扑）。
目前，清华大学现有从交流侧取电备用的一种供电方案，包括第一单相隔离变压器、第二单相隔离变压器、第三单相隔离变压器和直流稳压电源。对于链式换流器的链节2到链节N-1链节中的任一个链节X，第二单相隔离变压器的输入端接到相邻的左边链节X-1的交流输出端，第一单相隔离变压器输入端接到本链节的交流输出端，第三单相隔离变压器输入端接到相邻右边链节X+1的交流输出端。具体如图5所示，该方案存在如下缺点：变压器体积大、成本较高。
现有技术应用于链节控制单元供电，存在以下缺点：
1、当本链节内的供电发生故障时，链节控制单元供电受到影响，直接影响链节的控制输出，继而导致***闭锁保护。
2、当***某级换流器发生可旁路故障时，需求本链节内IGBT仍然处于可控状态，此时要求H桥拓扑左右桥臂上开关管或者下开关管导通，等效为一条导线，由于本链节内DC母线无能量输入直接导致链节控制单元供电失效，继而***闭锁保护。
3、对于交流侧取电备用方案，由于交流侧为基波50Hz，谐波成分很大，故该取电变压器存在发热量大和体积较大的问题，同时有成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种链式静止同步补偿器中的链节内控制单元供电电源，以克服现有技术之不足，解决常用的由换流器外部供电的链节控制供电电源所固有的隔离变压器绝缘耐压要求高及造价高的特点,同时，还解决了常用的无备用供电电源的链节换流器无法实现旁路的问题。
本发明的技术方案：
一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源，由取电隔离降压电源、二次隔离电源、和单元控制电路组成，取电隔离降压电源的输入端与链节的直流母排正负端相连，取电隔离降压电源的输出端通过二极管与二次隔离电源的输入端相连，二次隔离电源输出端通过二极管与单元控制电路的输入端相连，所述的链式静止同步补偿器中的链节控制电源，相邻两个或三个链节取电隔离降压电源经二极管后并联，并联后公共点和各备用链节的二次隔离电源输入端相连。
本发明也可应用于其他采用链式换流器的电力电子装置。
本发明的有益效果：本发明的控制电源，采用直流侧取有备用的方案，具有稳定可靠，成本低廉的特点。
附图说明
图1、本发明三链节备用的控制电源电路图示意图；
图2、本发明二链节备用的控制电源电路图示意图；
图3、现有技术链节直流侧取电方案无备用示意图；
图4、现有技术链节交流侧取电方案无备用示意图；
图5、现有技术链节交流侧取电有备用方案示意图。
具体实施方式
实施例一、一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源，由取电隔离降压电源、二次隔离电源、和单元控制电路组成，取电隔离降压电源的输入端与链节的直流母排正负端相连，取电隔离降压电源的输出端通过二极管与二次隔离电源的输入端相连，二次隔离电源输出端通过二极管与单元控制电路的输入端相连，所述的链式静止同步补偿器中的链节控制电源，相邻三个链节取电隔离降压电源经二极管后并联，并联后公共点和各备用链节的二次隔离电源输入端相连。
实施例二、一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源，由取电隔离降压电源、二次隔离电源、和单元控制电路组成，取电隔离降压电源的输入端与链节的直流母排正负端相连，取电隔离降压电源的输出端通过二极管与二次隔离电源的输入端相连，二次隔离电源输出端通过二极管与单元控制电路的输入端相连，所述的链式静止同步补偿器中的链节控制电源，相邻两个链节取电隔离降压电源经二极管后并联，并联后公共点和备用链节的二次隔离电源输入端相连。

Claims (1)

1.一种链式静止同步补偿器中的链节控制电源，由取电隔离降压电源、二次隔离电源、和单元控制电路组成，取电隔离降压电源的输入端与链节的直流母排正负端相连，取电隔离降压电源的输出端通过二极管与二次隔离电源的输入端相连，二次隔离电源输出端通过二极管与单元控制电路的输入端相连，所述的链式静止同步补偿器中的链节控制电源,相邻两个或三个链节取电隔离降压电源经二极管后并联，并联后公共点和各备用链节的二次隔离电源输入端相连。
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