[发明专利]一种直流换流站分压器二次侧过电压保护系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及换流站过电压保护领域，并且更具体地，涉及一种直流换流站分压器二次侧过电压保护系统及方法。

背景技术

换流站是直流电力系统中枢纽，一旦发生雷击损坏事故，有可能造成大面积停电，影响十分严重。所以，换流站要求有可靠的防雷保护措施。换流站的雷害来自两个方面，一是雷直接击到换流站上而造成站内设备的损坏，简称直击雷；二是雷击到输电线路的杆塔和避雷线上，造成绝缘子闪络(反击)，或者直接击到导线上(绕击)产生的雷电波，波沿输电线路传递到换流站而在换流站设备上产生雷电过电压引起设备绝缘损坏，此简称侵入波。换流站若遭受直击雷或近区雷击产生的雷电侵入波，均可能导致站内接地网电压抬高，造成站内设备二次侧保护动作，影响系统安全运行。下面以一起真实事故为例，进行说明。

2015年09月19日21:58:00:206，锦苏直流锦屏站OWS报“线路故障欠压保护Init Down”，21:58:00:233，极Ⅰ直流线路保护在启动逻辑跳闸，21:58:00:247，极Ⅱ直流线路保护再启动逻辑跳闸，极Ⅰ、极Ⅱ相继闭锁。故障检查表明极控制故障录波显示极Ⅰ、极Ⅱ直流电压瞬时降为0，约4ms后低压限流功能使α角增大，直流电流减小，持续约80ms后直流欠压保护动作；直流故障定位装置有启动但无测距结果。初步分析结果为故障发生时锦屏站内持续雷电暴雨天气，直流电压发生突变时直流电流并没有发生明显变化，可以判定直流线路及直流一次设备没有发生故障，经检查极Ⅰ和极Ⅱ直流分压器没有公共链接部分，仅有接地系统存在公共部分。因此，分析判断为雷电导致站内接地网电压抬高，同时造成极Ⅰ、极Ⅱ直流分压器分压回路间隙过压保护击穿，且未能熄弧，致使直流电压始终无法建立，进而引起直流线路欠压保护动作，造成极Ⅰ、极Ⅱ双极闭锁。

为此，需要针对换流站内直流分压器遭受过电压情况及过电压作用下保护器件的动作特性开展研究分析，设计一种换流站分直流分压器过电压保护系统，以解决换流站不能可靠运行的问题。

发明内容

本发明提供了一种直流换流站分压器二次侧过电压保护系统，以解决换流站不能可靠运行的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种直流换流站分压器二次侧过电压保护系统，所述系统包括：阻容分压单元、气体放电管和压敏电阻，

所述阻容分压单元，用于根据分压比将高电压分压为低电压，所述阻容分压单元包括：第一电阻和第一电容并联组成的高压臂端以及第二电阻和第二电容并联组成的低压臂端，所述高压臂端和低压臂端串联连接；

所述气体放电管，与所述压敏电阻串联后与所述低压臂端并联组成低压回路，用于在系统正常工作运行时，与所述压敏电阻共同传输系统在直流分压器二次侧的低电压；用于在暂态情况下气体放电管两端的过电压超过所述气体放电管的放电电压，间隙击穿时，为回路提供泄流通道；

所述压敏电阻，用于在系统正常工作运行时，与所述气体放电管共同传输系统在直流分压器二次侧的低电压；用于在暂态情况下气体放电管两端的过电压超过所述气体放电管的放电电压，间隙击穿时，产生残压压降，保证低压回路的电压值大于等于直流分压器二次回路侧的最低工作电压。

优选地，其中所述最低工作电压为35V。

优选地，其中选择残压压降值与所述直流分压器二次回路侧的最低工作电压的差值的绝对值不小于预设阈值的压敏电阻与所述气体放电管串联。

优选地，其中所述预设阈值最小为1V。

优选地，其中所述系统还包括：低压电压测量单元和保护触发单元，

所述低压测量单元，与所述气体放电管和压敏电阻串联后的支路并联，用于对直流分压器分压后的低电压进行测量，获取低电压测量值；

所述保护触发单元，与所述低压测量单元相连接，用于当所述低电压测量值小于所述直流分压器二次回路侧的最低工作电压时，触发系统的欠压保护动作。

根据本发明的另一个方面，提供了一种直流换流站分压器二次侧过电压保护方法，所述方法包括：

直流分压器二次回路侧的输入端接收高电压；

直流分压器根据分压比将所述高电压分压为低电压；

在系统正常工作运行时，气体放电管与压敏电阻共同传输系统在直流分压器二次侧的低电压；在暂态情况下气体放电管两端的过电压超过所述气体放电管的放电电压，间隙击穿时，气体放电管为回路提供泄流通道，利用压敏电阻上产生的残压压降，保证低压回路的电压值大于等于直流分压器二次回路侧的最低工作电压。

优选地，其中所述最低工作电压为35V。