[实用新型]一种柔性直流配网的接地电路

说明书

本实用新型公开一种柔性直流配网的接地电路，包括避雷器，所述避雷器并联于柔性直流配网系统的交流侧变压器的中性点，或者经接地变引出的中性点。此种接地电路通过将交流侧联结变压器中性点经并联避雷器接地，变压器无中性点时则通过接地变引出中性点，利用避雷器的变电阻特性，在直流侧发生单极接地故障时，避雷器呈现低阻状态并有较大故障电流通过，保护装置检测到的故障电流后进行快速的故障定位和保护措施，从而起到保护变压器的效果。

技术领域

本实用新型属于电力系统的继电保护领域，特别涉及一种柔性直流配网的接地电路。

背景技术

接地方式的选择对柔性直流配电系统的稳态特性和暂态特性有着重要的影响，一方面接地为整个系统提供了参考电位，另一方面不同的接地方式会使系统产生不同的故障响应，故而影响系统的故障检测和保护。

柔性直流配网处于起步阶段，过电压与绝缘配合是基于柔直的直流配网工程应用中必须解决的关键问题之一。文献《多端柔性直流配电网接地方式设计》(中国电机工程学报)针对多端VSC柔性直流配网系统，通过仿真对比得出直流侧不接地方式在系统故障下的暂态性能最优。论文《±10kV柔性直流配电系统接地方案研究》(广东电力)只通过仿真定性地分析双端交直流混联系统在各种故障情形下的过电压机理和水平；论文《柔性直流配电网接地方式对故障特性的影响分析》(电网技术)分析了直流侧经电容接地的方式对交直流侧故障特性的影响。论文《基于柔性直流的10kV配电网雷电侵入波过电压仿真》(高电压技术) 研究了基于架空线路的柔性直流配电网在雷电冲击下的过电压机理以及防护措施，但目前柔性直流配网在城市中以电缆传输居多。

针对图1包含模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流配电系统。综合考虑成本、效率、占地面积等因素，目前多采用交流侧联结变压器中性点经高阻接地(不含图1中的并联避雷器)，直流侧不接地的方式，既可以避免稳态运行时的有功、无功损耗以及谐波零序回路，又可以最大化减小不同类型故障对系统的暂态影响，适合柔性直流配网的需求。

城市中直流配电线路常采用电缆结构，其绝缘发生破坏时缆芯会与金属保护壳直接相连接地，因此单极接地均为金属性接地。这样当联结变压器中性点经高阻接地时，中性点电压会发生10kV左右的偏移，但由于近几千欧的高阻接地，接地点故障电流只有几安培，难以被保护装置检测到。论文《±10kV直流配电系统过电压与绝缘配合》(南方电网技术)针对单极接地故障，有提出过两个换流站投切并联小电阻的方式来增大故障电流，但需要检测到故障电压后再投入并联小电阻，系统需要在故障态一段时间，不利于系统的稳定运行，另外两个换流站均装设并联小电阻会增加对系统的影响且需通信。论文《柔性直流配电网系统操作过电压的研究》(电网技术)中采用MMC作为系统的交直流互联接口，研究了系统在各种故障下过电压产生机理，并给出相应的保护措施，但未提及区分各种故障类型的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种柔性直流配网的接地电路，通过将交流侧联结变压器中性点经并联避雷器接地，变压器无中性点时则通过接地变引出中性点，利用避雷器的变电阻特性，在直流侧发生单极接地故障时，避雷器呈现低阻状态并有较大故障电流通过，保护装置检测到的故障电流后进行快速的故障定位和保护措施，从而起到保护变压器的效果。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种柔性直流配网的接地电路，包括避雷器，所述避雷器并联于柔性直流配网系统的交流侧变压器的中性点，或者并联于柔性直流配网系统的经接地变引出的中性点。系统发生接地故障时，并联接地的避雷器可以为直流侧的保护装置提供故障信号从而进行快速的故障定位和保护措施。

上述避雷器的一端连接柔性直流配网系统交流侧联接变压器中性点或经接地变引出的中性点，避雷器的另一端接地。