一种直流系统故障电流转移装置的制作方法

本发明属于直流系统领域，特别涉及一种直流系统故障电流转移装置。

背景技术：

直流输电系统由整流器、直流输电线路以及逆变器组成，其中整流器和逆变器统称为换流器。从结构上看，高压直流输电是交流-直流-交流型式的电力电子换流电路。自从1954年瑞典哥兰特的世界上第一项高压直流输电工程投运以来，高压直流输电技术已经随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展。高压直流输电工程的结构中，直流断路器是至关重要的设备之一。直流断路器需要突破三个技术难点：直流输电电流没有过零点，增加断路器的灭弧难度；直流输电回路的电感很大，需要开断的电流也很大，导致直流断路器需承受巨大的能量；直流输电的过电压高。

断路器的灭弧难度可以通过混合式的断路器予以解决，后两个技术难点通过mov并联直流断路器的拓扑结构，理想情况下可以解决过电压以及能量过高的问题。但是mov在这个过程中将承受巨大的能量，从类似工程应用来看，多柱并联的mov在吸收能量过程中其损坏比例较大，降低了直流断路器的可用率。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提出一种直流系统故障电流转移装置，用于转移直流系统发生接地短路时的故障电流，减少直流断路器的并联mov在故障过程中吸收的能量，提升mov的保护裕度，同时加快故障点的熄弧，提升直流系统重合闸成功率。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种直流系统故障电流转移装置，所述装置包括电力电子阀、吸收电阻；

所述电力电子阀和吸收电阻串联形成第一支路，所述第一支路与直流系统中的平波电抗器并联。

作为本发明的进一步优选方案，所述电力电子阀可以为单向阀或双向阀。

作为本发明的进一步优选方案，所述电力电子阀为由二极管组成的不控型电 力电子阀，或者为由晶闸管组成的半控型电力电子阀，或者为由igbt/igct/mosfet组成的全控型电力电子阀。

本发明还公开了所述的一种直流系统故障电流转移装置的控制方法：

当高压直流输电线路发生接地故障时，直流断路器检测到故障电流达到设定的阈值时，直流断路器的电力电子开关首先闭锁，所述电力电子阀导通，一部分故障电流在平波电抗器、电力电子阀以及吸收电阻之间流通。

采用上述方案后，可以部分转移直流系统的故障电流，降低直流断路器并联mov吸收的能量，提升mov的可用率，吸收电阻可实现故障点的快速熄弧，提高重合闸的成功率。

本发明和现有技术相比，具有以下技术优点和有益效果：

1)、多柱并联mov吸收的能量越大，其损坏率越高，严重降低了直流断路器的可用率。本方案可实现故障电流的转移，减轻mov的能量吸收，可整体提升直流断路器的可用率；

2)、当采用双向阀时，可以共用吸收电阻，也可以每向阀采用独立的吸收电阻，接线方式灵活；

3)、当其中一侧发生接地故障的几率很低时，可以采用单向阀的方式以节省投资；

4)、将吸收电阻快速接入故障回路，增强了回路阻尼，可实现故障点的快速熄弧，有利于提高系统的重合闸成功率。

附图说明

图1是直流系统故障电流转移装置的原理图；

图2是出线侧发生接地故障时的故障电流转移示意图；

图3是换流站侧发生接地故障时的故障电流转移示意图；

图4是本发明中，电力电子阀的具体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种应用于直流系统领域的故障电流转移装置，如图1所示，所述故障电流转移装置由电力电子阀、吸收电阻组成；

如图1所示，所述故障电流转移装置连接方式如下：电力电子阀1和吸收电阻2，并联在平波电抗器5的两端，电力电子阀1和吸收电阻2的相对位置不受 限制；电力电子阀1可以是单向阀，也可以是双向阀。

如图2所示，当高压直流输电系统出线侧9发生接地故障时，故障电流经平波电抗器5以一定斜率上升，直流断路器控制系统检测到故障电流大于一定值时，闭锁直流断路器3，故障电流通过并联的mov4流通，电力电子阀1以图示方向导通，部分故障电流流经吸收电阻2，实现故障电流的转移，该吸收电阻2也增加了回路的阻尼，有利于快速熄弧，提升重合闸成功率。

如图3所示，当高压直流输电系统换流站侧8发生接地故障时，故障电流经平波电抗器5以一定斜率上升，直流断路器控制系统检测到故障电流大于一定值时，闭锁直流断路器3，故障电流通过并联的mov4流通，电力电子阀1以图示方向导通，部分故障电流流经吸收电阻2，实现故障电流的转移，该吸收电阻2也增加了回路的阻尼，有利于快速熄弧，提升重合闸成功率。

如图4所示，电力电子阀可以采用单相晶闸管阀组10或双向晶闸管阀组11或igbt阀组12。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种直流系统故障电流转移装置，所述故障电流转移装置包括电力电子阀、吸收电阻；所述电力电子阀与吸收电阻串联后形成第一支路，并联装设在平波电抗器两端，用于转移直流断路器进线侧发生接地故障时的故障电流；所述电力电子阀既可是单相阀也可是双向阀，以实现不同故障点的故障电流转移。所述故障电流转移装置用于转移直流系统的故障电流，提升直流断路器MOV的保护裕度，实现故障电流的快速熄弧以提升直流系统的重合闸成功率。

技术研发人员：李晓明;曹冬明;石巍;卢宇
受保护的技术使用者：南京南瑞继保电气有限公司;南京南瑞继保工程技术有限公司
技术研发日：2016.05.05
技术公布日：2017.11.14