[發明專利]特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法

在審

• 申請號: 201810017659.6
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108631283A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 涂莉;陽岳希;楊杰;錢康;楊勇;韓旭杉;馬彥宏;辛業春;宋禎子
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;東北電力大學;國家電網公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(1)、Yny接線的變壓器增加平衡繞組；

步驟(2)、平衡繞組容量和電壓等級計算；

步驟(3)、中性點接地電阻參數設計。

2.根據權利要求1所述的特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，其特征在于：步驟(1)所述的Yny接線的變壓器增加平衡繞組是：增加一個三角形連接的第三繞組作為平衡繞組，使三次諧波電流在三角形連接的第三繞組中流動，該第三繞組的零序阻抗較小，因此損耗較小；

變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵芯結構密切相關；對于三個單相的組式和三相四柱式或三相五柱式，零序磁通的路徑能在鐵芯中形成回路，磁阻很小，零序勵磁阻抗很大，在短路計算中可以當做X_m(0)≈∞，即忽略勵磁電流，把勵磁直路斷開；

不對稱短路時，零序電壓或電勢是施加在相線和大地之間的，只有中性點接地的星形接法(YN)繞組才能與外電路接通；由于三角形接法的繞組漏抗與勵磁支路并聯，不管何種鐵芯結構的變壓器，勵磁電抗總比漏抗大，因此在短路計算中，當變壓器有三角形接法繞組時，取X_m(0)≈∞；

對于不接地一端換流站的變壓器，由于為Yny接線，而零序勵磁阻抗X_m(0)變壓器對電網呈現高阻狀態；系統的零序分量，包含三次諧波分量，經過勵磁阻抗流通，造成零序諧波損耗，大大增加了變壓器的鐵損(空載損耗、勵磁損耗)；為了改進該種接法，增加一個三角形連接的第三繞組，形成系統零序等值；

由于零序勵磁阻抗相對于變壓器第三繞組來說非常大，取X_m(0)≈∞，系統的零序分量不經過勵磁阻抗，不存在增加變壓器鐵損的問題。

3.根據權利要求1所述的特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，其特征在于：步驟(2)所述的平衡繞組容量和電壓等級計算是：第三繞組做為平衡繞組時，容量仍然由變壓器設計中的機械應力決定，為額定容量的三分之一，最終的第三繞組容量根據繞組電動力的要求確定；對電壓等級沒有要求。

4.根據權利要求1所述的特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，其特征在于：步驟(3)所述的中性點接地電阻參數設計是：

在進行中性點電阻參數設計時，需要考慮零序電流和直流偏磁電流的大小；

(1)零序電流

系統的零序等值電路，變壓器網側單相接地故障時，由于直流母線對地阻抗無窮大，換流器交流出口有較大的零序分量；變壓器閥側發生單相接地故障時，由于零序電壓源位于閥側，因此閥側有零序電壓和零序直流分量，直流電壓也有零序波動；

(2)直流電流

柔性直流輸電系統的直流等值電路中，X_L為橋臂電抗器等值阻抗；X_B為線路等值阻抗；

穩態時，由于控制系統的控制誤差及不可控因素的作用，直流正負極可能存在較小的不對稱，假設該不對稱電壓為15kV、變壓器能承受的最大直流偏磁電流為3A，每相，則要求中性點接地電阻的取值范圍為：

設暫態每相閥值為20A，則接地電阻的取值范圍是：

可提高中性點電阻值；為了降低直流單極接地故障下變壓器中的直流偏磁電流，提高中性點電阻至10kΩ，可將變壓器暫態直流偏磁電流降低至：