多端柔性直流穩(wěn)壓電源工程中的高壓直流斷路器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)研究
2017-8-21 10:29:03??????點擊：
研究背景
目前南澳±160 kV多端柔性直流穩(wěn)壓電源工程中沒有裝設(shè)高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器，當(dāng)直流穩(wěn)壓電源側(cè)發(fā)生故障時，常采用閉鎖換流器、斷開交流側(cè)斷路器來清除故障，而這會導(dǎo)致整個系統(tǒng)停運(yùn)。如果可以通過直流穩(wěn)壓電源斷路器來快速切除并隔離故障點，則沒有發(fā)生故障的換流站及線路仍可以保持正常運(yùn)行，從而提高直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
解決的問題
結(jié)合南澳直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的現(xiàn)場情況，考慮加裝2臺高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器進(jìn)行工程示范應(yīng)用。首先提出在南澳直流穩(wěn)壓電源工程中加裝2臺直流穩(wěn)壓電源斷路器的方案及意義，然后建立含機(jī)械式直流穩(wěn)壓電源斷路器的南澳直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)PSCAD/EMTDC模型，通過仿真確定了直流穩(wěn)壓電源斷路器的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，為后續(xù)針對該工程的機(jī)械式直流穩(wěn)壓電源斷路器的研制奠定基礎(chǔ)。
重點內(nèi)容及創(chuàng)新點
相對于混合式直流穩(wěn)壓電源斷路器，機(jī)械式直流穩(wěn)壓電源斷路器具有通態(tài)損耗更低(無需加外部冷卻系統(tǒng))、可以戶外敞開式布置、造價低等優(yōu)勢，目前國內(nèi)外的多端柔性直流穩(wěn)壓電源工程還沒有裝設(shè)機(jī)械式高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器的先例。本文針對在南澳直流穩(wěn)壓電源工程中應(yīng)用兩臺機(jī)械式高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器開展了前期仿真研究，對機(jī)械式直流穩(wěn)壓電源斷路器的工作原理及相關(guān)物理過程進(jìn)行了理論分析，并建立了詳細(xì)的直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)仿真模型，確定了直流穩(wěn)壓電源斷路器的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。
結(jié)論
1）直流穩(wěn)壓電源斷路器至青澳站架空線路雙極短路時，為保障金牛站和塑城站換流器的安全，兩站應(yīng)暫時閉鎖，但不斷開交流側(cè)斷路器。
2）2臺直流穩(wěn)壓電源斷路器同時在5 ms開斷時，其兩端暫態(tài)恢復(fù)電壓最大值為259 kV，開斷電流為5.4 kA，避雷器吸收的能量為347 kJ；當(dāng)2臺直流穩(wěn)壓電源斷路器開斷時間存在分散性時，分散時間越大，其避雷器吸收的能量選型值越大。
3）考慮一臺直流穩(wěn)壓電源斷路器正常開斷，另外一臺故障不動作時，直流穩(wěn)壓電源斷路器兩端暫態(tài)恢復(fù)電壓最大值為266 kV、開斷電流為5.4 kA、避雷器吸收的能量為6.8 MJ。建議2臺直流穩(wěn)壓電源斷路器的參數(shù)設(shè)計值應(yīng)不小于上述值。
后續(xù)研究
根據(jù)對南澳多端柔性直流穩(wěn)壓電源工程與高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器的配合仿真分析結(jié)果，研制性能參數(shù)滿足南澳直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)要求的160 kV機(jī)械式高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器，并開展相應(yīng)的試驗研究；開展加裝高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器后對現(xiàn)有的南澳直流穩(wěn)壓電源控制保護(hù)系統(tǒng)的研究，對控制保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，最后完成高壓直流穩(wěn)壓電源斷路器在南澳多端柔性直流穩(wěn)壓電源工程中的示范應(yīng)用。
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