[发明专利]限压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种限压器。

背景技术

在电力传输网络中，交流(AC)电力被转换为经由架空线路和/或海底 电缆进行传输的直流(DC)电力。此转换不需要补偿由电力传输介质(即传 输线路或电缆)导致的AC电容性负载的影响，并且降低了线路和/或电缆的 每公里成本，因此当需要长距离传输电力时，变得具有成本效益。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种限压器，用于限制DC电力传输介质 的电压，包括：

第一DC端子和第二DC端子，第一DC端子可操作地能够连接至DC 电力传输介质，第二DC端子可操作地能够连接至地；

电流传输路径，在第一DC端子与第二DC端子之间延伸且包括第一电 流传输路径部和第二电流传输路径部，第一电流传输路径部和第二电流传输 路径部在第一DC端子与第二DC端子之间串联连接，第一电流传输路径部 包括第一非线性电阻元件，第二电流传输路径部包括第二非线性电阻元件；

电流旁路臂，与第二电流传输路径部并联连接，该电流旁路臂包括至少 一个开关元件；以及

控制单元，被配置为控制电流旁路臂的所述开关元件或每个开关元件的 切换，以在DC电力传输介质的故障状态期间选择性地将电流旁路臂从第一 模式切换到第二模式，

其中在第一模式下的电流旁路臂允许在第一DC端子与第二DC端子之 间流动的电流通过电流旁路臂流动，并因此绕过第二电流传输路径部，以及 在第二模式下的电流旁路臂抑制在第一DC端子与第二DC端子之间流动的 电流通过电流旁路臂流动，并因此允许在第一DC端子与第二DC端子之间 流动的电流通过第二电流传输路径部流动。

DC电力传输介质可以是任何介质，该介质能够在两个或更多个电气元 件之间传输电力。这种介质可以是，但不限于，水下DC电力传输电缆、架 空DC电力传输线路或电缆、以及地下DC电力传输电缆。这种电气元件可 以是，但不限于，DC电源、负载、DC电网的DC端子、或DC电网。

在DC电力传输介质的正常操作期间，DC电力传输的电压保持在正常工 作电压(或正常工作电压范围内)。根据正常工作电压(或电压范围)或者任 何长时间过电压条件中的更加艰巨的那一个来协调DC电力传输介质以及与 其连接的任何进一步设备的绝缘额定值。

在DC电力传输介质与地之间的限压器的连接意味着限压器两端的电压 对应于DC电力传输介质的电压，因此，限压器两端的电压在DC电力传输 介质的正常操作期间对应于DC电力传输介质的正常工作电压(或电压范 围)。

第一非线性电阻元件的防护等级被设置，使得当限压器经历对应于DC 电力传输介质的正常工作电压(或电压范围)的电压时，第一非线性电阻元 件对经由限压器在DC电力传输介质与地之间流动的电流呈现高阻抗。同时， 电流旁路臂处于第一模式，使得经由限压器在DC电力传输介质与地之间流 动的电流不通过第二非线性电阻元件流动。以这种方式配置限压器减少了流 经限压器的电流对DC电力传输介质的正常操作的影响。

DC电力传输介质可能经受故障状态，该故障状态导致DC电力传输介质 经历高于其正常工作电压(或电压范围)的电压上升。该故障状态可能由于 DC电力传输介质(例如施加到DC电力传输介质的闪电或开关脉冲)的故 障而出现，或者当DC电力传输介质为连接至功率变换器的一对DC电力传 输介质中的一个时，由于另一DC电力传输介质由于极对地故障被短路接地 而出现。

由于在DC电力传输介质与地之间的限压器的连接意味着限压器两端的 电压对应于DC电力传输介质的电压，因此，当DC电力传输介质经历高于 其正常工作电压(或电压范围)的电压上升时，限压器经历相应的电压上升。

第一非线性电阻元件的防护等级被设置，使得当限压器经历由DC电力 传输介质(其经历高于其正常工作电压(或电压范围)的电压上升)导致的 相应的电压上升时，第一非线性电阻元件对经由限压器在DC电力传输介质 与地之间流动的电流呈现低阻抗。这使得限压器能够在DC电力传输介质与 地之间传导更高的电流等级，以在DC电力传输介质经受故障状态时限制DC 电力传输介质的电压，从而减小了DC对电力传输介质的绝缘的压力。