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【热点专题论文】南方电网科学研究院黎小林等:应用于南澳多端柔性直流工程中的高压直流断路器关键技术参数研究

时间:2018-08-15 01:55:21  来源:本站  作者:

  应用于南澳多端柔性直流工程中的高压直流断路器关键技术参数研究/张祖安,黎小林,陈名,黄莹,许树楷,赵晓斌

  目前南澳±160 kV多端柔性直流工程中没有装设高压直流断路器,当直流侧发生故障时,常采用闭锁换流器、断开交流侧断路器来清除故障,而这会导致整个系统停运。如果可以通过直流断路器来快速切除并隔离故障点,则没有发生故障的换流站及线路仍可以保持正常运行,从而提高直流系统运行的可靠性。

  结合南澳直流系统的现场情况,考虑加装2台高压直流断路器进行工程示范应用。首先提出在南澳直流工程中加装2台直流断路器的方案及意义,然后建立含机械式直流断路器的南澳直流系统PSCAD/EMTDC模型,通过仿真确定了直流断路器的关键技术参数,为后续针对该工程的机械式直流断路器的研制奠定基础。

  相对于混合式直流断路器,机械式直流断路器具有通态损耗更低(无需加外部冷却系统)、可以户外敞开式布置、造价低等优势,目前国内外的多端柔性直流工程还没有装设机械式高压直流断路器的先例。本文针对在南澳直流工程中应用两台机械式高压直流断路器开展了前期仿真研究,对机械式直流断路器的工作原理及相关物理过程进行了理论分析,并建立了详细的直流系统仿真模型,确定了直流断路器的关键技术参数。

  1)直流断路器至青澳站架空线路双极短路时,为保障金牛站和塑城站换流器的安全,两站应暂时闭锁,但不断开交流侧断路器。

  2)2台直流断路器同时在5 ms开断时,其两端暂态恢复电压最大值为259 kV,开断电流为5.4 kA,避雷器吸收的能量为347 kJ;当2台直流断路器开断时间存在分散性时,分散时间越大,其避雷器吸收的能量选型值越大。

  3)考虑一台直流断路器正常开断,另外一台故障不动作时,直流断路器两端暂态恢复电压最大值为266 kV、开断电流为5.4 kA、避雷器吸收的能量为6.8 MJ。建议2台直流断路器的参数设计值应不小于上述值。

  根据对南澳多端柔性直流工程与高压直流断路器的配合仿真分析结果,研制性能参数满足南澳直流系统要求的160 kV机械式高压直流断路器,并开展相应的试验研究;开展加装高压直流断路器后对现有的南澳直流控制保护系统的研究,对控制保护系统进行优化,最后完成高压直流断路器在南澳多端柔性直流工程中的示范应用。

  刘高任,许烽,徐政,等.适用于直流电网的组合式高压直流断路器[J].电网技术,2016,40(1):70-77.

  张祖安(1989),男,硕士,工程师,研究方向为直流输电、直流断路器,E-mail:。

  黎小林(1963),男,硕士,教授级高级工程师,现任南方电网科学研究院副院长、南方电网公司高级技术专家,研究方向为直流输电、柔性交流输电和直流断路器,E-mail:。

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