[发明专利]统一潮流控制器的换流器过电压保护系统及参数设计方法有效

专利信息
申请号: 201911325329.4 申请日: 2019-12-20
公开(公告)号: CN113014080B 公开(公告)日: 2022-06-28
发明(设计)人: 刘永刚;陶风波;王新宝;谢天喜;常宝立;徐阳;王真 申请(专利权)人: 南京南瑞继保电气有限公司;国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司
主分类号: H02M1/32 分类号: H02M1/32;H02H9/04;H02J3/00
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 葛潇敏
地址: 211102 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 统一 潮流 控制器 换流 过电压 保护 系统 参数 设计 方法
【说明书】:

发明公开一种统一潮流控制器的换流器过电压保护系统及参数设计方法,系统包括第一至第三避雷器、晶闸管旁路开关、旁路断路器和监控装置,其中,第二避雷器的一端经第一避雷器接地,另一端接至换流阀与桥臂电抗器之间的联络线,且晶闸管旁路开关与第二避雷器并联;第三避雷器与连接铜排并联,采用星形连接,且其中性点与串联变压器的中性点连接后经接地电阻接地;旁路断路器并联于串联变压器的线路侧;监控模块用于对换流阀、晶闸管旁路开关及旁路断路器进行状态监视及控制,检测到换流阀闭锁时,控制旁路晶闸管导通,同时发旁路断路器合闸命令。此种技术方案可有效降低换流器的过电压保护水平,大幅度提高换流器的经济性和可靠性。

技术领域

本发明属于柔性交流输电领域,特别涉及一种用于统一潮流控制器的换流器过电压保护系统及其参数设计方法。

背景技术

现代电力系统已逐渐演变成大型的交直流混联的电网,电网内部负荷和发电分布不均衡、输电通道潮流分布差异较大等问题日益突出,输电通道的重载和轻载问题同时存在,而受限于重载通道的承受能力,电网中输电通道难以得到非常有效的利用。同时,由于受到城市规划的限制,线路改造和电网扩建难度日益增大,而受系统结构复杂、运行任务繁重、电能质量要求高以及市场及环保等多种条件制约,对输电网的可靠经济运行的要求越来越高。但是传统的控制手段缺乏且自动化水平低,是限制电力系统传输的重要因素。

统一潮流控制器,又称UPFC(Unified Power Flow Controller),是当前最好的可以控制线路潮流的装置,最简单的UPFC包含两个换流器通过公共直流母线连接,一个换流器通过并联变压器接入交流系统,另一个换流器通过串联变压器串入交流线路。

已有的统一潮流控制器换流器的过电压保护方法是采用无间隙氧化锌避雷器并联在换流器交流侧和串联变压器阀侧,并联在串联变压器阀侧的避雷器同时并联有快速旁路开关,该保护方法通常利用氧化锌避雷器的电压电流非线性特性,限制由于交流系统故障引起的换流阀端间电压,但该方法中无间隙氧化锌避雷器参数受到统一潮流控制直流侧故障情况下,换流器过电流的限制,避雷器过电压保护水平高,从而导致换流器的制造难度和制造成本大大增加。

发明内容

本发明的目的,在于提供一种统一潮流控制器的换流器过电压保护系统及参数设计方法,可有效降低换流器的过电压保护水平,大幅度提高换流器的经济性和可靠性。

为了达成上述目的,本发明的解决方案是:

一种统一潮流控制器的换流器过电压保护系统,所述换流器为三相六桥臂结构,包含换流阀和桥臂电抗器,换流器通过连接铜排连接串联变压器,串联变压器的另一端接入交流线路;包括第一至第三避雷器、晶闸管旁路开关、旁路断路器和监控装置,其中,第二避雷器的一端经第一避雷器接地,另一端接至换流阀与桥臂电抗器之间的联络线,且晶闸管旁路开关与第二避雷器并联;第三避雷器与连接铜排并联,采用星形连接,且其中性点与串联变压器的中性点连接后经接地电阻接地;旁路断路器并联于串联变压器的线路侧;所述监控模块用于对换流阀、晶闸管旁路开关及旁路断路器进行状态监视及控制,监控装置检测到换流阀闭锁时,控制旁路晶闸管导通,同时发旁路断路器合闸命令。

上述第一至第三避雷器均采用无间隙氧化锌避雷器。

上述晶闸管旁路开关包括晶闸管、阻尼回路和晶闸管触发单元组成,其中,晶闸管与阻尼回路并联,所述晶闸管触发单元与监控装置连接,根据监控装置的控制指令控制晶闸管。

上述阻尼回路由阻尼电阻和电容串联构成,所述阻尼电阻的阻值为1000~5000欧姆,电容的容值为100pc~1000pc。

上述接地电阻的阻值为500~2000欧姆。

一种基于如前所述的统一潮流控制器的换流器过电压保护系统的参数设计方法,包含如下步骤:

步骤1,建立统一潮流控制器的电磁暂态模型;

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