[发明专利]保护设备、保护控制方法及模块化多电平变流器

权利要求书

1.一种保护设备，用于模块化多电平变流器，所述保护设备包括多个保护装置和控制器，其特征在于，

每个所述保护装置包括：N个电容器、N个直流短路控制单元和N+1个快速熔断器，N为不小于1的正整数；

所述N个电容器串联于正直流母线和负直流母线之间；

所述N个电容器中的每一个电容器分别与所述N个直流短路控制单元中的一个直流短路控制单元并联；

所述正直流母线通过所述N+1个快速熔断器中的第一个快速熔断器与正直流汇流母线相连；

所述负直流母线通过所述N+1个快速熔断器中的第N+1个快速熔断器与负直流汇流母线相连；

第i个电容器和第i+1个电容器串联的节点通过所述N+1个快速熔断器中的第i+1个快速熔断器与第i个直流汇流母线相连，1≤i≤N-1；

所述控制器分别与每个保护装置中的直流短路控制单元相连，用于控制与发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中的直流短路控制单元导通，以保护未发生功率半导体器件短路故障的多电平变流器模块。

2.根据权利要求1所述的保护设备，其特征在于，所述直流短路控制单元，包括：可控晶闸管；

与所述直流短路控制单元并联的电容器的正极与所述可控晶闸管的阳极相连；

与所述直流短路控制单元并联的电容器的负极与所述可控晶闸管的阴极相连；

所述可控晶闸管的控制极与所述控制器相连。

3.根据权利要求1所述的保护设备，其特征在于，所述直流短路控制单元，包括：可控晶闸管和电抗器；

所述可控晶闸管和所述电抗器串联；

所述可控晶闸管的控制极与所述控制器相连。

4.根据权利要求1至3任一项所述的保护设备，其特征在于，所述控制器包括：

检测模块，用于确定多电平变流器模块中的功率半导体器件发生短路故障；

控制模块，用于控制与发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中的直流短路控制单元导通。

5.根据权利要求4所述的保护设备，其特征在于，所述控制模块，具体用于：

分析发生短路故障的功率半导体器件所处的位置，控制与发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中、与所述位置对应的直流短路控制单元导通。

6.根据权利要求4所述的保护设备，其特征在于，所述检测模块，还用于：

检测与发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中的快速熔断器的熔断状态；

所述控制模块，还用于：

若所述快速熔断器处于已熔断状态，则控制与发生短路故障的多电平变流器模块连接的接触器断开。

7.一种保护控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的保护设备，所述方法包括：

控制器确定多电平变流器模块中的功率半导体器件发生短路故障；

控制器控制与所述发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中的直流短路控制单元导通，以保护未发生功率半导体器件短路故障的多电平变流器模块。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制器控制与所述发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中的直流短路控制单元导通，包括：

控制器分析发生短路故障的功率半导体器件所处的位置，控制与发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中、与所述位置对应的直流短路控制单元导通。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制器检测与所述发生短路故障的多电平变流器模块连接的保护装置中的快速熔断器的熔断状态；

若检测到所述快速熔断器处于已熔断状态，则控制与所述发生短路故障的多电平变流器模块连接的接触器断开。

10.一种模块化多电平变流器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的保护设备。