均压模块及电子器件的制作方法

本发明涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种均压模块及电子器件。

背景技术：

随着特高压直流输电技术的广泛应用，换流阀作为该技术的核心装备能够长期可靠运行至关重要。换流阀支撑和屏蔽系统包含多个金属部件，每个金属部件之间和对地存在杂散电容，在换流阀在陡波冲击电压作用下，由于各金属部件对地电容的分流作用导致流过各拓扑单元的电流不相等，进而造成模块间电压分布不均衡。为了保护换流阀能够长期可靠运行，需采取必要的均压措施。

对于现有换流阀，采用分体式屏蔽的方法适当地限制杂散电容的分流作用，但是由于屏蔽罩对地电容的存在，在高频陡波冲击作用下，模块间电压不均衡性仍然较为明显。因此，现有技术通过在每个阀模块当中并联组件电容的方法，对模块进行均压。通过该种均压方法需保证组件电容参数的一致性，同时电容将承担一个阀组件的电压。在该种情形下，均压后的层间电压不均匀度仍然较高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种均压模块及电子器件，以至少解决现有技术中通过电容进行层间均压时，均压效果不好的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种用于使多个串联连接的电气模块上的电压均衡的均压模块，包括：至少二个第一能量吸收单元，其一端与相邻的两个串联连接的电气模块之间的连接端连接；第二能量吸收单元，其两端分别与相邻的两个第一能量吸收单元的另一端连接。

可选地，该均压模块还包括：第三能量吸收单元，其一端与首部的电气模块的输入端连接，另一端与首部的电气模块及其相邻的电气模块连接的第一能量吸收单元的另一端连接；和/或第四能量吸收单元，其一端与尾部的电气模块的输出端连接，另一端与尾部的电气模块及其相邻的电气模块连接的第一能量吸收单元的另一端连接。

可选地，该均压模块还包括：第一能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元；和/或第二能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元。

可选地，第三能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元；和/或第四能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元。

可选地，电气模块包括换流阀模块。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种用于使两个串联连接的电气模块上的电压均衡的均压模块，包括：第一能量吸收单元，其一端与相邻的两个串联连接的电气模块之间的连接端连接；第二能量吸收单元，其一端与第一能量吸收单元的另一端连接，其另一端与首部的电气模块的输入端连接；第三能量吸收单元，其一端与第一能量吸收单元的另一端连接，其另一端与尾部的电气模块的输出端连接。

可选地，第一能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元；和/或第二能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元；和/或第三能量吸收单元包括串联或并联连接的至少一个避雷器单元。

根据本发明实施例的另一个方面，电气模块包括换流阀模块。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种电子器件，包括：串联连接的至少两个电气模块；根据上述实施例中任一项的均压模块，用于使串联连接的至少两个电气模块上的电压均衡。

可选地，电子器件是换流阀，电气模块是换流阀模块。

本发明实施例通过将至少两个第一能量吸收单元的一端与相邻的两个串联连接的电气模块之间的连接端连接，第二能量吸收单元的两端分别与相邻的两个第一能量吸收单元的另一端连接，降低了多个串联连接的电气模块层间电压分布的不均匀度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的具有均压模块的换流阀的示意图；

图2是根据本发明另一实施例的具有均压模块的换流阀的示意图；

图3是根据本发明又一实施例的具有均压模块的换流阀的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本文中将结合图1至图3，详细描述本发明实施例的均压模块和具有该均压模块的电子器件。在图1至图3中，以电子器件是换流阀，该电子器件中的各个电气模块是换流阀模块为例，详细说明本发明实施例。本领域技术人员应当理解，图1至图3仅仅只是作为示例，本发明实施例中的均压模块不仅限于用于换流阀，使串联连接的各个换流阀模块上的电压均衡，还可以应用到各种电子器件当中，使构成该电子器件的各个电气模块上的电压均衡。

如图1所示，示出了包括2个串联连接的换流阀模块，在使上层换流阀模块51和下层换流阀模块52的电压均衡时，均压模块包括第一能量吸收单元11，第二能量吸收单元12和第三能量吸收单元13。第一能量吸收单元11的一端与上层换流阀模块51和下层换流阀模块52的连接端连接。第二能量吸收单元12的一端与第一能量吸收单元11的另一端连接，第二能量吸收单元12的另一端与上层换流阀模块51的输入端连接。第三能量吸收单元13的一端与第一能量吸收单元11的另一端连接，第三能量吸收单元13的另一端与下层换流阀模块52的输出端连接。

在一种具体的应用场景中，本发明实施例通过在两个串联连接的换流阀模块上，使用均压模块后的电压分布，与现有技术中的电压分布对比下表1。

表1现有技术与本发明实施例的换流阀模块层间电压分布对比

在本发明实施例中，在两个串联连接的换流阀模块上的电压均衡时，通过将第一能量吸收单元的一端与两个串联连接的换流阀模块之间的连接端连接，第二能量吸收单元的一端与第一能量吸收单元的另一端连接，其另一端与上层换流阀模块的输入端连接，第三能量吸收单元一端与第一能量吸收单元的另一端连接，其另一端与下层换流阀模块的输出端连接，降低了两个串联连接的电气模块层间电压分布的不均匀度。

在本发明的一些可选实施方式中，上述第一、第二、第三能量吸收单元可以包括串联或者并联连接的至少一个避雷器单元。实际上，本发明实施例中第一能量吸收单元、第二能量吸收单元、第三能量吸收单元也不限于避雷器单元，其他可以实现在过电压时，具有能量吸收功能的器件也是可行的。其中，第一、第二和第三能量吸收单元的参数可以相同。

在本发明的一些可选实施方式中，图2是根据本发明另一实施例的具有均压模块的换流阀的示意图，需要说明的是，为了更清晰地表现均压模块与各层换流阀模块的连接关系，图2中简化表述了各层换流阀模块电路，本领域技术人员应当理解，上述简化表述的各层换流阀模块电路仅为示意，并不用于限制均压模块在何种换流阀模块电路中应用。如图2所示，包括3个串联连接的换流阀模块，在使第一层换流阀模块51、第二层换流阀模块52、第三层换流阀模块53的电压均衡时，均压模块可以包括第一能量吸收单元21，第一能量吸收单元22，第二能量吸收单元23，第三能量吸收单元24和第四能量吸收单元25。第一能量吸收单元21的一端连接在第一层换流阀模块51和第二层换流阀模块52之间的连接端，第一能量吸收单元21的另一端连接在第二能量吸收单元23和第三能量吸收单元24的连接端。第一能量吸收单元22的一端连接在第二层换流阀模块52和第三层换流阀模块53之间的连接端，第一能量吸收单元22的另一端连接在第二能量吸收单元23和第四能量吸收单元25的连接端。第二能量吸收单元23连接在第一能量吸收单元21的另一端和第一能量吸收单元22的另一端之间。第三能量吸收单元24的一端与第一层换流阀模块51的输入端连接，第三能量吸收单元24另一端与第二能量吸收单元23连接。第四能量吸收单元25的一端与第三层换流阀模块53的输出端连接，第四能量吸收单元25的另一端与第二能量吸收单元23连接。

在本发明的一些可选实施方式中，上述第一、第二、第三、第四能量吸收单元可以包括串联或者并联连接的至少一个避雷器单元，实际上，本发明实施例中第一能量吸收单元、第二能量吸收单元、第三能量吸收单元、第四能量吸收单元也不限于避雷器单元，其他可以实现在过电压时，具有能量吸收功能的器件也是可行的。其中，第一、第二、第三和第四能量吸收单元的参数可以相同。

在图1与图2所示的实施例中，换流阀包括2个或3个串联连接的换流阀模块，然而更多个串联连接的换流阀模块也是可行的。如图3所示，包括n个串联连接的换流阀模块，其中，i为大于1的自然数，n为大于3的自然数，i小于等于n。换流阀包括第一层换流阀模块1，第二层换流阀模块2，第i层换流阀模块i，第n-1层换流阀模块n-1，第n层换流阀模块n。均压模块包括第一能量吸收单元3₁、第一能量吸收单元3₂、第一能量吸收单元3_i、第一能量吸收单元3_n-1等等，第二能量吸收单元可以是第二能量吸收单元4₂、第二能量吸收单元4_i、第二能量吸收单元4_n-1等等。其中，第一能量吸收单元的一端与相邻的两个电气模块之间的连接端连接，例如，第一能量吸收单元3₁的一端与串联连接的第一层换流阀模块1、第二层换流阀模块2的连接端连接。第二能量吸收单元的两端与相邻两个第一能量吸收单元的另一端连接，例如，第二能量吸收单元4₂的两端分别与相邻的第一能量吸收单元3₁的另一端和第一能量吸收单元3₂的另一端连接。第三能量吸收单元4₁的一端与第一层换流阀模块1的输入端连接，第三能量吸收单元4₁另一端与第二能量吸收单元3₁连接。第四能量吸收单元4_n的一端与第n层换流阀模块n的输出端连接，第四能量吸收单元4_n的另一端与第二能量吸收单元4_n-1连接。

在本发明实施例中，在使多个串联连接的换流阀模块上的电压均衡时，通过将第一能量吸收单元的一端与相邻的两个串联连接的换流阀模块之间的连接端连接，第二能量吸收单元的两端分别与相邻的两个第一能量吸收单元的另一端连接的方式，在换流阀模块层间电压达到第一能量吸收单元的工作阈值时，第一能量吸收单元动作，平衡相邻两层换流阀模块的电压差，与现有技术相比，本发明降低了多个串联连接的换流阀模块层间电压分布的不均匀度。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。