[發明專利]故障排除的方法

有效

• 申請號: 201380023642.7
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN104350657B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 羅伯特·懷特豪斯;卡爾·大衛·巴爾克
• 申請（專利權）人: 通用電氣技術有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉培勇,付曼

技術領域

本發明涉及一種用于DC電力網故障排除的方法。

背景技術

如地理上分散的可再生形式的發電所需要的，正在考慮將一種新的高壓直流(HVDC)輸電網絡用于長距離移動大量電力，并用于增加能夠支持現代電交易要求的具有智能電網智力和特征的AC輸電網絡的現有能力。這種網絡有時被稱為DC電力網。

DC電力網需要HVDC轉換器的多端子互連，從而能夠使用并聯運行的三個或更多HVDC轉換器在DC側交換電力。如所需要地，每個HVDC轉換器在交換電力的同時，作為源或蓄能庫(sink)以維持網絡的整個輸入-輸出的電力平衡。

US 3,970,898公開一種用于自動地隔離供電網絡的電力線路故障部分的方法和設備。隨著出現過電流，電力線路被適配為連接到至少一個能量來源并且由開關暫時地被分割為幾部分，并且將電力線路的正常運行部分自動地重新連接到至少一個能量來源。從過電流通過之后自動斷開的至少一個開關的位置傳輸信號。通過電力線路非故障部分將信號傳輸到至少一個其他開關(通過該開關至少部分過電流傳遞到現在已經斷開的開關，并且該開關也是自動斷開的)。信號的接收對于閉合其他開關來說是基本的要求。

發明內容

根據本發明的方面，提供一種用于DC電力網故障排除的方法，其中所述DC電力網包括：多個DC端子；多個DC輸電介質，用以互連所述多個DC端子；以及多個DC電路中斷設備站，每個DC電路中斷設備站與所述多個DC輸電介質的相應一個和所述多個DC端子的相應一個相關聯，每個DC電路中斷設備站包括DC電路中斷設備，以選擇性地中斷在所關聯的輸電介質中的電流流動，所述方法包括以下步驟：

(i)檢測發生在所述多個DC輸電介質中的一個或多個故障；

(ii)在檢測到所述或每個故障之后，斷開所有的所述DC電路中斷設備以中斷在所述多個DC輸電介質中的電流流動；

(iii)測量每個DC輸電介質的電特性；

(iv)基于所測量到的所述多個DC輸電介質的電特性，識別所述或每個故障所在的所述或每個故障DC輸電介質；以及

(v)在識別所述或每個故障所在的所述或每個故障DC輸電介質之后，禁止閉合與所述或每個故障所在的所述或每個故障DC輸電介質相關聯的所述或每個DC電路中斷設備，并且閉合與所述或每個故障所不在的所述或每個非故障DC輸電介質相關聯的所述或每個DC電路中斷設備，

其特征在于測量每個DC輸電介質的電特性的步驟包括測量從由如下構成的組中選擇的一個或多個電特性：

每個DC輸電介質的殘留DC電壓電平；

每個DC輸電介質的電壓振蕩頻率；

在多個DC輸電介質中故障電流大小和方向中的差別。

對于本說明書而言，斷開電路中斷設備指的是使用電路中斷設備來斷開已閉合電路以中斷該電路中的電流流動，同時閉合電路中斷設備指的是使用電路中斷設備來閉合已斷開的電路以允許電路中的電流流動。

DC電路中斷設備可以是能夠中斷DC電路中的直流電流動的任意設備。這種DC電路中斷設備可以是DC電路斷路器，但不限于此。

DC輸電介質可以是能夠在兩個或更多DC端子之間傳輸電功率的任意介質。這種介質可以是水下DC輸電電纜、架空DC輸電線路或電纜以及地下DC輸電電纜，但不限于此。

發生在多個DC輸電介質中的一個或多個故障的發生可以導致流過DC電力網的一個或多個故障電流。故障可以例如是在DC輸電電纜兩端具有低阻抗的短路形式。由于絕緣的損壞或擊穿、雷擊、導體的移動或其他由于外部物體導致的導體之間的意外橋接，可能發生上述情況。

在每個DC電路中斷設備站處可以局部地執行所述或每個故障的檢測，以能夠快速檢測相關聯的DC輸電介質中的故障。例如，通過使用檢測在多個DC輸電介質中發生的故障的步驟包括執行相關聯的DC輸電介質的電流和/或電壓特性的直接或導數測量的方法的實施例，可以實現這種快速檢測。

優選地，每個DC電路中斷設備站包括故障檢測裝置，以檢測在相關聯的DC輸電介質中的一個或多個故障，其中每個DC電路中斷設備斷開以響應由相應的DC電路中斷設備站的故障檢測裝置檢測到多個DC輸電介質中的所述或每個故障。

當在直接連接到DC電路中斷設備的電路中檢測到故障時，DC電路中斷設備通常被設計為按照命令斷開，即跳閘。