[实用新型]一种用于柔性直流输电系统交流侧过电压保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及柔性直流输电系统领域，具体涉及一种用于柔性直流输电系统交流侧过电压保护装置。

背景技术

柔性直流输电是一种新型的高压直流输电技术，其通过电压源型变流器，在水电厂或火电厂等电源处，将传统交流电变为直流电，通过架空线或电缆等传输线，将电力送至远方负荷处。与传统高压直流输电相比，具有可控性强，潮流反转容易，无需无功补偿等优点。

柔性直流输电系统由三部分组成，包括位于电源和负荷处的两个换流站，及连接两站的直流电缆或架空线，其中核心设备是柔性直流换流阀，其安全性需要通过保护系统获得可靠的保证。

换流站中有一个可在交流线路I及直流线路8间切换的换流阀5，包括贯穿于交流线路I及直流线路8间的功率半导体阀9，通过这样的功率半导体阀将电力参数在交流和直流之间转换。此外，交流线路I与交流线路II之间有一个换流变压器3，它在交流线路I阀侧为星型接法，其中性点通过电阻6接地。

柔性直流换流站故障一般分为交流侧故障、直流侧故障及换流阀故障三种，交、直流侧故障保护由站控系统（由电压互感器、电流互感器、交直流侧滤波器保护、变压器保护等组件组成）实现。

目前柔性直流换流站内直流保护系统主要通过直流欠压、过压保护来判断直流系统故障情况，在换流站内部交流线路I单相或直流线路8发生单极接地短路故障时，交流线路I的非故障相电压可能会提高到正常运行电压的1.5～2倍，功率半导体阀9可能会承受过高的故障电压而损坏。

传统功率半导体阀9保护措施主要并联无间隙MOV。该保护方法通常将无间隙MOV并联在功率半导体阀9的两端，利用MOV的电压电流非线性特性，将可能产生过电压的能量通过MOV消耗掉，从而使被保护设备免受过压的冲击，但该方法存在动作参数难以整定、能量应力过大、导通无法控制等缺陷。而其它传统线路保护装置如旁路晶闸管开关存在结构复杂，动作时间慢、承受过电流能力低等缺点。针对上述问题，在换流变压器接地电阻上并联增加本实用新型的保护装置可以有效降低交流线路过电压，避免对换流阀阀体内部造成损害。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种适用于柔性直流输电系统的交流侧过电压保护装置，保护装置采用过压或强制击穿元件提高过电压保护性能，很好地解决了柔性直流输电系统故障引起的站内交流线路过电压问题。

通常交流线路I发生单相接地故障或直流线路发生单极接地短路故障时，交流线路I非故障相电压会升高。根据预先定义的电压，调整接地击穿间隙，当电压小于设定击穿电压时，保护装置不导通，输电系统可正常传送功率，而一旦过电压达到设定值，保护装置被击穿，产生电火花，短路电流通过该间隙被导入大地，抑制交流线路I过电压，避免换流阀阀体9和交流线路I因过电压而损坏。

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：

一种用于柔性直流输电系统交流侧过电压保护装置，所述保护装置包含在柔性直流换流站1，其改进之处在于，所述保护装置7，并联在并联于换流变压器3的接地电阻6两端。

优选的，所述保护装置7采用火花间隙的导通元件；所述火花间隙接地。

与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是：

1、本实用新型提出的保护装置动作迅速，通流能量强，吸收能量大，能快速保护阀体。

2、本实用新型提出的无需结构和功能复杂的控制保护装置。

3、本实用新型提出的保护装置结构简单，成本低，易于实现。

4、降低交流线路和换流阀绝缘成本；

5、保障交流线路和换流阀设备安全；

6、提高换流站抗故障能力；

7、保障柔性直流输电系统安全稳定运行。

附图说明

图1是用于柔性直流输电系统交流侧过电压保护装置示意图；

其中：1-柔性直流换流站；2-交流线路II；3-换流变压器；4-交流线路I；5-换流阀；6-电阻；7-保护装置；8-直流线路；9-换流阀阀体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细举例说明。

本实用新型提供的用于柔性直流输电系统交流线路I和换流阀过电压保护装置如图1所示，保护装置包括在交流线路I与直流线路8间切换的换流阀5，所述交流线路I与交流线路II之间设有换流变压器3，所述换流变压器3在交流线路I阀侧为星型连接，其中性点通过接地电阻6接地；所述换流变压器3在交流线路II网侧为三角型或星型连接。