[发明专利]用于高压直流电网的互连设备

权利要求书

1.一种用于高压直流网络的互连设备(2)，包括：

-被配置为用于连接到高压直流网络的第一线路和第二线路的第一端子和第二端子(201、202)，被配置为用于连接到高压直流网络的线路或本地站的第三端子(203)；

-连接到第一端子至第三端子(201-203)的节点(204)；

其特征在于，所述互连设备(2)包括：

-串联连接在所述第一端子和所述节点之间的第一受控开关(261)和第一超导限流器(251)；

-串联连接在所述第二端子和所述节点之间的第二受控开关和第二超导限流器；

-串联连接在所述第三端子和所述节点之间的第三受控开关和第三超导限流器；

-被配置为在所述节点上的电压下降时将电流注入到所述节点的电流注入装置。

2.如权利要求1所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，其中，所述电流注入装置被配置为注入具有能量E_quench的电流，所述能量E_quench满足以下关系式：

E_quench≥1/k×Vi×Ic×Δt_open

其中，Vi为所述第一端子和所述第二端子之间的额定电压，Ic为第一超导限流器至第三超导限流器中具有最高临界电流的超导限流器的临界电流，Δt_open是承受故障的最长时间，

k＝[Vol×Cp_moy(Tc-Tmax)×(Tmax-Tc)]/[Vol×Cp_moy(T0-Tc)×(Tc-T0)]，

其中，Cp_moy是该超导限流器的两个温度之间的平均热容量，Tmax是其最高安全温度，Tc是其跳闸温度，T0是其额定工作温度，Vol是其超导材料的体积。

3.如权利要求2所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，其中，所述电流注入装置是连接在所述节点(204)和地之间的电容器(27)。

4.如权利要求3所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，其中，所述电容器(27)的电容C满足以下关系式：

C≥(0.1×Ic×Δt_open)/Vi。

5.如权利要求1至4中任一项所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，还包括用于所述第一受控开关至第三受控开关(261、262、263)的控制电路(28)，所述控制电路(28)被配置为测量所述第一超导限流器至第三超导限流器(251、252、253)的相应端电压以及测量流过第一超导限流器至第三超导限流器的相应电流，所述控制电路(28)还被配置为，当与其串联连接的超导限流器的端电压超过第一阈值并且流过该超导限流器的电流超过第二阈值时，生成命令以打开所述受控开关中的一个开关。

6.如权利要求1至4中任一项所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，还包括用于所述第一受控开关至第三受控开关(261、262、263)的控制电路(28)，所述控制电路(28)被配置为，当与其串联连接的超导限流器的端电压的平方超过第三阈值时，或者当该超导限流器的端电压与流过该超导限流器的电流的比超过第四阈值时，生成命令以打开所述受控开关中的一个开关。

7.如权利要求5所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，其中，所述控制电路(28)被配置为，在超过第一阈值和第二阈值之后或者超过第三阈值之后，至多在1ms内产生所述命令以打开受控开关。

8.如权利要求1至4中任一项所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，其中，所述互连设备(2)的尺寸被设计为在所述第一端子至第三端子中的任一个上施加至少等于10kV的电压和至少等于1kA的电流。

9.如权利要求1至4中任一项所述的用于高压直流网络的互连设备(2)，其中，所述第一受控开关至第三受控开关(261、262、263)是具有5ms到50ms的断开时间的机电开关。

10.一种高压直流电网络(1)，包括：

-高压线路(112、113、123、133)；

-至少三个如权利要求1至9中任一项所述的互连设备(21、22、23)，所述互连设备中的每一个的第一端子和第二端子经由所述高压线路互连。