[发明专利]一种双极MMC-HVDC输电系统及阀侧单相接地故障的保护方法

说明书

本发明的实施例提供一种双极MMC‑HVDC输电系统及阀侧单相接地故障的保护方法，涉及直流输电领域，能够在出现阀侧单相接地故障时，切断故障电流通路以保护系统设备。具体方案为：MMC‑HVDC输电系统包括两端，分别为送电端和受电端，所述送电端和所述受电端均包括两极，分别为正极和负极，所述送电端和所述受电端还配置有接地极；所述MMC‑HVDC输电系统至少一端的至少一极所连接的MMC,其阀出线与变压器的阀侧绕组之间连接有断路器；当经过所述断路器的一相电流出现断续时，所述断路器断开出现断续的一相电流。本发明用于直流输电。

技术领域

本发明涉及直流输电领域，由于涉及一种双极MMC-HVDC输电系统及阀侧单相接地故障的保护方法。

背景技术

在高压直流(英文全称：High Voltage Direct Current，英文简称：HVDC)输电领域中，基于半桥子模块拓扑的模块化多电平换流器(英文全称：Modular MultilevelConverter，英文简称：MMC)，以其模块化程度高、谐波含量小、开关器件损耗小、成本相对较低等优点而被广泛采用。

基于MMC的HVDC输电系统(后文简称MMC-HVDC输电系统)通常采用双极结构，其中一极发生故障而闭锁时，另外一极还能维持正常运行。

图1为现有的双极MMC-HVDC输电系统一端的正极部分的示意图，变压器的网侧绕组与断路器101连接，在发生故障时断路器101断开，可起到保护系统设备的作用。

双极MMC-HVDC输电系统的直流侧配置有接地极102，当出现阀侧单相接地故障时，接地极102与故障接地点103之间存在故障电流通路。

以连接正极105的MMC和变压器之间出现阀侧单相接地故障的情况为例，故障电流通路如图1中箭头所示。受变压器104阀侧电压的影响，当阀侧电压为负时，即使故障后换流器闭锁，接地极通过非故障相的反并联二极管向故障接地点103放电，形成如图1中箭头所示的故障电流通路。由于二极管的单向导通性，该故障电流为直流电流，这使得变压器104网侧电流出现直流偏磁分量，导致网侧电流无过零点，因而不能触发断路器101断开，此时断路器101实际不能起到保护设备的作用。

另外，当负极出现阀侧单相接地故障时，接地极102与故障接地点103之间也存在故障电流通路，由于网侧电流无过零点因此不能触发断路器101断开，断路器101同样不能起到保护设备的作用。

现有的双极MMC-HVDC输电系统中，当出现阀侧单相接地故障时，断路器101保持连接状态，不能起到保护设备的作用，可能导致设备损坏。

发明内容

本申请提供一种双极MMC-HVDC输电系统及阀侧单相接地故障的保护方法，能够在出现阀侧单相接地故障时，切断故障电流通路以保护系统设备。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种双极MMC-HVDC输电系统，MMC-HVDC输电系统包括两端，分别为送电端和受电端，所述送电端和所述受电端均包括两极，分别为正极和负极，所述送电端和所述受电端还配置有接地极；所述MMC-HVDC输电系统至少一端的至少一极所连接的MMC,其阀出线与变压器的阀侧绕组之间连接有断路器；当经过所述断路器的一相电流出现断续时，所述断路器断开出现断续的一相电流。

第二方面，提供一种双极MMC-HVDC输电系统阀侧单相接地故障的保护方法，包括：当确定连接有所述断路器的一极出现阀侧单相接地故障时，向所述断路器发送分闸指令；当所述断路器的一相电流出现断续时，所述断路器断开出现断续的一相电流。