[发明专利]用于架空线的柔直直流侧限流电抗器参数确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电设备参数选型领域，特别涉及一种用于架空线的柔直直流侧限流电抗器参数确定方法，用于架空线的高压大容量柔性直流输电系统直流侧限流电抗器参数的确定。

背景技术

将柔性直流输电系统应用于架空线可大幅降低建设成本并增加线路传输容量，然而频繁的直流故障会严重影响输电系统的安全性和可靠性。由于较高的电压等级，直流侧发生极间短路电流迅速增大，严重时可能烧坏设备并影响系统的稳定运行。因此必须采取措施将电流控制在安全范围内。

目前，用于架空线的高压大容量柔性直流输电系统直流侧限流电抗器参数确定的主要方法是通过实地测量与反复实验得到，但仍存在以下几点问题有待于进一步解决，包括：

1)受到测量设备、操作人员熟练程度等方面的影响，测量与实验结果可能存在不可信的情况，需要进一步地研究影响试验结果的因素及其作用机理，筛选可信值加以利用。

2)受到建设成本以及建设周期等因素的影响，完全通过实地考察来得到换流器直流侧限流电抗器参数是不实际的。为节省时间与成本，必须理论地计算限流电抗器的电抗值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于架空线的柔直直流侧限流电抗器参数确定方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明法简单易实现，获得的限流电抗器参数可靠性高，使得直流侧故障后系统故障电流得到很好地抑制，并且本发明方法具有适用性。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

用于架空线的柔直直流侧限流电抗器参数确定方法，包括如下步骤：

1)、直流侧发生短路后将系统短路电流分为电容放电和交流注入两部分，得到故障后故障电流上升的速度；

2)、依据保护系统设置的临界保护电流值、保护延迟时间以及保护响应时间确定保护启动前故障电流的最大值；

3)、为防止桥臂损坏，故障电流最大值小于桥臂所能承受电流最大值，综合考虑建设成本可得到限流电抗器电抗参数取值。

步骤1)所述的故障后故障电流上升的速度按如下公式计算：

其中，U_dc为直流侧电压，U_s为交流测相电压，L为桥臂电抗，L_dc为限流电抗，L_σ为交流侧电抗。

步骤2)所述的保护启动前故障电流的最大值按照如下公式计算：

I_{arm_fault_max}＝I_pro+k_{arm_fault}(T_pro+T_s)

其中，I_pro保护启动临界电流值，T_pro为保护启动时间，T_s为保护响应延迟时间。

步骤3)所述的限流电抗器电抗参数取值按照如下公式计算：

本发明的有益效果在于：通过直流侧发生短路后将系统短路电流分为电容放电和交流注入两部分，得到故障后保护启动之前故障电流上升的速度；依据保护系统设置的保护启动临界电流值、保护启动时间以及保护响应延迟时间确定保护启动前故障电流的最大值；为防止桥臂损坏，故障电流最大值不应大于桥臂所能承受电流最大值，得到限流电抗器电抗取值。可以达到如下有益技术效果：

(1)无需在换流器内安装大桥臂电抗，无需改变系统参数，保证了换流器原有的性能；

(2)降低了直流侧极间故障电流的大小，保证了系统的安全性和稳定性。

(3)设备参数通过数学计算获得，不存在实地测量因仪器精度和人工误差造成的参数不准确。

(4)可以根据工程需要，转换既定参数，根据线路运行要求进行限流电抗器的选择。

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。

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的实施例的直流侧极对极故障电流等效电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见图1及图2所示，本发明的用于架空线的柔直直流侧限流电抗器参数确定方法，包括如下步骤：