一种直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法与流程

本发明属于电气设备，具体涉及一种直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法。

背景技术：

1、柔性直流输电是以电压源换流站和全控型可关断电力电子器件为核心的新型直流输电方式，它打破了传统直流点对点输电的限制，可实现多端输电并最终由大量直流端以直流形式互联而组成柔性直流电网。但柔性直流电网的直流侧发生故障，直流故障电流上升快、幅值高且没有自然过零点，严重威胁换流器和储能电站的安全。

2、作为柔性直流电网的关键设备，直流断路器是开断直流侧故障电流的最理想方案，但其结构复杂、组部件众多，工程中常出现内部组件轻微失灵的工况。轻微失灵直流断路器可能无法成功开断故障电流，导致直流电网无法完成故障穿越和正常运行。

3、为了保障直流断路器微弱失灵工况下的直流电网安全运行，本发明提出直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，能够进行直流断路器的轻微失灵状态监测，并在直流断路器轻微失灵状态下命令其上级直流断路器动作，并令该侧mmc进行短时闭锁，以实现直流故障的快速隔离。

2、本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、一种直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，其特征在于：当多端直流电网的直流侧发生故障时，进行直流断路器的轻微失灵状态监测；若监测到直流断路器处于微弱失灵状态，命令其上级直流断路器动作，并令该侧mmc进行短时闭锁，实现直流故障的快速隔离。

4、而且，所述多端直流电网是以mmc为换流器构成的多端直流电网，该多端直流电网的直流侧配置若干直流断路器，其特征在于：所述方法的步骤为：

5、s1、当多端直流电网的直流侧发生故障时，进行直流侧直流断路器的轻微失灵状态监测；

6、s2、当监测到某一直流断路器处于微弱失灵状态，该直流断路器接收到动作信号后延时3ms；

7、s3、将微弱失灵状态的直流断路器暂态开断电压处于设定阈值范围内作为直流断路器微弱失灵的依据，阈值范围设定依据为：

8、

9、其中：utiv为直流断路器的暂态开断电压；

10、idcb为流经直流断路器的故障电流；

11、fmov(idcb)为单组避雷器的伏安特性曲线；

12、nmin为直流断路器微弱失灵状态下正常工作避雷器最小数目；

13、nn为直流断路器的全部避雷器数目；

14、nmin的计算方法为：

15、

16、其中：udc0为mmc短时闭锁后的戴维南等效电路中的电压源电压平均值；

17、k为残压系数；

18、umov.single单组避雷器的额定电压；

19、s4、若监测到某一直流断路器处于微弱失灵状态，则命令其上级直流断路器动作，同时令该侧模块化多电平换流器进行短时闭锁，微弱失灵状态的直流断路器的故障电流idcb＜5a，完成直流故障的快速隔离。

20、而且，所述直流断路器为固态式直流断路器、混合式直流断路器、机械式直流断路器的一种或多种组合。

21、本发明的优点和有益效果为：

22、1、本发明直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，能够监测直流断路器动作后是否处于轻微失灵的状态，对正常运行的直流断路器起到监测作用，并对轻微失灵的直流断路器进行故障隔离方案的操作。

23、2、本发明直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，在直流断路器轻微失灵的情况下实现直流断路器的动作配合，即命令其上级直流断路器动作，保证阻断潜在故障回路。

24、3、本发明直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，在直流断路器轻微失灵的情况下进行该侧mmc的短时闭锁，无需停运该mmc，以保障电网最大程度地连续运行。

技术特征：

1.一种直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，其特征在于：当多端直流电网的直流侧发生故障时，进行直流断路器的轻微失灵状态监测；若监测到直流断路器处于微弱失灵状态，命令其上级直流断路器动作，并令该侧mmc进行短时闭锁，实现直流故障的快速隔离。

2.根据权利要求1所述的直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，其特征在于：所述多端直流电网是以mmc为换流器构成的多端直流电网，该多端直流电网的直流侧配置若干直流断路器，其特征在于：所述方法的步骤为：

3.根据权利要求1所述的直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，其特征在于：所述直流断路器为固态式直流断路器、混合式直流断路器、机械式直流断路器的一种或多种组合。

技术总结
本发明涉及一种直流断路器轻微失灵下的故障隔离方法，当多端直流电网的直流侧发生故障时，进行直流断路器的轻微失灵状态监测；若监测到直流断路器处于微弱失灵状态，命令其上级直流断路器动作，并令该侧MMC进行短时闭锁，实现直流故障的快速隔离。本发明在直流断路器轻微失灵的情况下实现直流断路器的动作配合，即命令其上级直流断路器动作，保证阻断潜在故障回路；同时进行该侧MMC的短时闭锁，无需停运该MMC，以保障电网最大程度地连续运行。

技术研发人员：曹虹,张哲,宋勇辉,温伟杰
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8