[发明专利]一种用于提升换流阀可靠性的换相过电压抑制器

说明书

本发明公开一种用于提升换流阀可靠性的换相过电压抑制器，由两部分组成，可变电抗器和电阻器；所述的可变电抗器包括铁心，铁心上缠绕有主电感线圈和偏磁线圈；主电感线圈一端连接换流变器阀侧母线，另一端和电阻器串联后接地；偏磁绕组与可变直流电流源连接。本发明根据实际阀厅中换流变阀侧接线方式以及套管参数，初步计算出对地杂散参数，并在此基础上计算出过电压抑制器电抗初步值，运行中根据系统参数以及换相过电压监测值对电感进行调整。通过换相过电压抑制器的作用，消除换流变器阀侧套管等产生的杂散电容影响，有效的降低换流阀避雷器以及晶闸管的电压应力，以此来降低换流阀故障停运以及频繁检修的风险。

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种用于提升换流阀可靠性的换相过电压抑制器。

背景技术

基于晶闸管的高压直流输电系统以其技术成熟、损耗低以及成本低等特点，在长距离大容量送电及电网互联方面有着明显的优势。由于我国能源分布不均衡、经济发展水平差异大的特点，高压直流输电技术在我国“西电东送，全国联网”战略中发挥着重要作用。近几年，在我国已经有多条高压直流输电线路并网投入运行，而且伴随着经济发展与能源结构转型的趋势，未来直流输电线路会日益增多。

基于晶闸管的换流阀是高压直流输电系统的核心设备，其价格昂贵，维护检修等成本较高。实际工程中换流阀以若干布局与阀厅的阀塔形式运行，一旦出现运行故障将导致整个换流阀甚至换流站的停运。换流阀结构比较复杂，每个阀塔由四个单阀或者两个单阀组成。单阀在运行过程中内部所有的晶闸级为串联关系，运行过程中同时触发导通或者关断状态。通过对晶闸管的周期开通的控制，实现交直流侧能量的转换。换流变压器阀侧母线通过套管与换流阀相连，由于套管绝缘材料、结构、布局特性等原因，实际运行过程中在换流阀与换流变阀侧母线上存在较大的杂散电容。该电容严重将导致稳态或者暂态过程中换流阀两端产生较大的换相过电压。该值有可能超过换流阀V型避雷的频繁动作，使其寿命降低，并严重危害换流阀的稳定运行，降低换流阀的可靠性。目前业界内针对换流阀杂散参数的严重就主要从宽频模型去分析换流阀暂态过电压，并未针对换相过电压进行研究。尤其是针对由于杂散电容引起的换相过电压的抑制方法，业界内并未进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提升换流阀可靠性的换相过电压抑制器，以解决上述技术问题。该换相过电压抑制器以提升高压直流输电系统换流阀可靠性为目的，通过换相过电压抑制器中可变电感器、电阻器与换流变压器阀侧对地杂散电容形成并联谐振回路，并通过对电感参数的调整以抵消换流变压器阀侧对地杂散电容。

为了实现上述目的，本发明采用下述方案：

一种用于提升换流阀可靠性的换相过电压抑制器，由两部分组成，可变电抗器和电阻器；所述的可变电抗器包括铁心，铁心上缠绕有主电感线圈和偏磁线圈；主电感线圈一端连接换流变器阀侧母线，另一端和电阻器串联后接地；偏磁绕组与可变直流电流源连接。

进一步的，换流阀系统处于启动、降功率或者其他暂态运行过程中；通过调节可变直流电流源的电流大小，进而对铁心的磁场B的调节，使铁心进入饱和状态。

进一步的，当换流阀系统处于稳定运行过程中，通过对可变直流电流源输出电流的调节，控制铁心的磁场B变化，经过主电感线圈和偏磁线圈磁场的调节，将铁心磁场B的控制在铁心磁滞回线的线性变化区。

进一步的，当换流阀系统处于稳定运行过程中，根据换流变阀侧母线杂散电容的值调节主电感线圈的电感，通过电感、电阻形成杂散电容的并联谐振回路。

进一步的，所述的换相过电压抑制器，通过并联谐振回路实现对换流变阀侧母线的容性杂散电容的抑制和改变，进而实现对杂散电容效应的抵消。

进一步的，所述的换相过电压抑制器，通过换流变阀侧母线杂散电容效应的抵消来实现对换流阀两端换相过电压的抑制。