[發明專利]HVDC斷路器和用于控制HVDC斷路器的控制設備

有效

• 申請號: 200980163168.1
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102656656A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: L-E.祖林
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H01H33/59
• 分類號: H01H33/59;H02H3/04;H02J13/00;H01H9/16;H01H33/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 湯春龍;盧江

技術領域

本發明涉及高壓直流功率傳送的領域，并且具體地說，涉及高壓直流斷路器。

背景技術

高壓直流(HVDC)斷路器是能夠形成高壓的DC電流、使高壓的DC電流斷路以及連續攜帶高壓的DC電流的開關裝置。HVDC斷路器經常用作用于功率傳送的HVDC系統中的組件。

由于在直流系統中沒有電流或電壓的自然零交叉，因此對HVDC電路斷路器設計必須給予特別注意。經由HVDC系統傳送的功率通常非常高，并且例如可以在GW數量級。當在HVDC斷路器中用機械斷續器使HVDC系統中的電流斷路時，在斷續器觸點之間構建了電弧，其僅可通過迫使電流為0來消除。因為該電弧具有負電阻，因此已經引入了諧振電路，以便在機械HVDC斷路器中創建人工電流0。而且，非線性電阻器通常與諧振電路并聯連接。一旦已經迫使電弧電流為0了，電流就被換向到非線性電阻器，其吸收中斷過程的能量并限制電壓。用于便于消除電弧的已知的另外的技術是使用惰性氣體，諸如SF6，或在真空器皿中放置斷續器觸點。作為機械HVDC斷路器的備選，在利用功率半導體開關作為斷續器的技術中，提出了固態HVDC斷路器。

發明內容

本發明涉及的問題是如何獲得可有效地用于在正常操作期間以及在線路故障情形下使HVDC電流斷路的HVDC電壓斷路器。

本發明涉及HVDC斷路器，其包括串聯連接的至少兩個HVDC斷路器分段，其中至少一個所述HVDC斷路器分段或至少一組所述HVDC斷路器分段設置成相對于其它HVDC斷路器分段而言單獨地被控制。以使得在所述HVDC斷路器跳閘時跳閘的HVDC斷路器分段數量取決于所述跳閘發生所響應的操作事件的方式設置所述HVDC斷路器。

“使HVDC斷路器跳閘”是指HVDC斷路器的狀態從閉合狀態變為打開狀態，同時電流流過HVDC斷路器，其中根據本發明，不總是所有串聯連接的HVDC斷路器分段都操作，而只是它們當中某一數量的分段操作。為了能夠僅使某一數量的HVDC斷路器分段跳閘-或操作，這些分段設置成成組地或甚至一個一個地或按照它們的混合方式單獨地被控制。跳閘的HVDC斷路器分段數量取決于跳閘發生所響應的操作事件。這具有如下優點：HVDC斷路器的斷路能力可適合于目前操作事件的需求。單獨地對于每個操作事件，可在快速斷路操作與由該斷路操作引起的系統中的干擾之間找到適當平衡。

在一方面，HVDC斷路器分段包括至少一個機械斷續器和/或至少一個功率半導體斷續器。

在另一方面，至少一個HVDC斷路器分段包括設置成檢測HVDC斷路器分段的操作是否已經成功的分段狀態指示裝置。分段狀態指示裝置還設置成在HVDC斷路器分段未成功操作的情況下則生成指示不成功操作的分段狀態信號。由此，實現了能快速檢測HVDC斷路器分段的不成功操作，并且經常能避免這種故障對斷路過程的重大影響。

在又一方面，HVDC斷路器包括至少一個冗余HVDC斷路器分段，即，除了HVDC斷路器全面操作實際上所需的HVDC斷路器分段之外還有的至少一個HVDC斷路器分段。由此實現了，可確保有效的斷路操作，甚至在一個或多個有故障HVDC斷路器分段的情況下也是如此。

本發明還涉及用于控制HVDC斷路器跳閘的控制設備?？刂圃O備包括：系統狀態信號接口，設置成接收至少兩個不同類型的系統狀態信號，其中所述系統狀態信號類型指示所述HVDC斷路器形成其一部分的HVDC系統中的操作事件；分段激勵信號接口，設置成向所述HVDC斷路器傳送分段激勵信號，所述分段激勵信號使所述HVDC斷路器的至少一個可單獨地被控制的HVDC斷路器分段和/或HVDC斷路器分段組跳閘；以及激勵控制機構，連接到所述系統狀態信號接口和所述分段激勵信號接口。所述激勵控制機構設置成基于與至少一個已接收系統狀態信號的類型相關的信息確定應該跳閘的HVDC斷路器分段的數量和/或HVDC斷路器分段組的數量，并經由所述分段激勵信號接口發送一個或多個對應的分段激勵信號以使所述數量的HVDC斷路器分段和/或HVDC斷路器分段組跳閘。

在一個方面，控制設備的激勵控制機構還設置成響應于接收到所述系統狀態信號選擇哪些HVDC斷路器分段和/或HVDC斷路器分段組要跳閘，并經由所述分段激勵信號接口發送一個或多個對應的分段激勵信號以使選擇的HVDC斷路器分段和/或HVDC斷路器分段組跳閘。