基于电动力计算的MMC子模块母排设计校核及优化方法

发布时间：2024-05-11 13:44

　　随着对柔性直流输电技术可靠性要求不断提高,MMC子模块的可靠性愈加受到重视。对于柔性直流换流阀这类高压电气设备,在母排设计时,为保证设备的安全稳定运行,必须考虑电动力对母排的影响。文中以MMC子模块在上管失效、旁路开关闭合这种故障工况为例,给出一种通用的母排设计校核方法,进行仿真分析,并对此分析给出优化建议。最后,仿真一种改进方案下母排中的电动力,验证建议的合理性和有效性。

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【部分图文】：

图1MMC子模块原理图

文中仿真示例中MMC换流阀中子模块采用的是半桥式子模块方案。子模块在运行中会出现IGBT失效问题，即击穿损坏，呈现短路状态，其电路原理图见图1，三维物理模型见图2。当子模块上管IGBTT1短路，此时子模块的本地保护会立即导通旁路开关K切除故障子模块。旁路开关K导通，下管T1关断....

图2三维物理模型

由于电容在仿真中仅充当电源，故模型中不予体现，而把电流激励加在电容与母排相连的地方。此外由于旁路开关是闭合状态，文中关注的重点为母排的电动力，因而在模型中用一段母排短接，代替旁路开关，降低仿真的复杂程度。子模块的控制部分文中的仿真模型予以省略。根据上文所述，建立的简化仿真模型见图....

图3仿真模型

根据上文所述，建立的简化仿真模型见图3。所有母排材料属性均为铜，散热器材料属性为铝，T1在击穿时近似为良导体，因此T1的材料属性设置为铜。由于晶闸管T3和下管IGBTT2均处以关断状态，此处均予以隐藏，不参与仿真计算。为了表述的简洁，把文中仿真分别用母排A、B、C、D、E分别表....

图4子模块母排磁场分布图

为了能够更直观的显示出电动力集聚较为集中的地方，文中把磁场的colormap设置为1，即突出显示磁场最大值Bmax的1/2以上的磁场区域，见图5。图5调整后的子模块母排磁场分布图

本文编号：3970014