[發(fā)明專利]故障處理方法、故障處理裝置和直流輸電系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111817268B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董新洲;蔡靜
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;王淑梅

本發(fā)明提出了一種故障處理方法、故障處理裝置和直流輸電系統(tǒng)。其中，方法包括：響應(yīng)于直流輸電系統(tǒng)的故障信號，關(guān)斷直流斷路器；經(jīng)過去游離時長后導通固態(tài)開關(guān)支路；獲取直流輸電系統(tǒng)的輸電線路的電壓和電流；確定電壓和電流的比值；根據(jù)比值確定直流輸電系統(tǒng)的故障狀態(tài)；根據(jù)故障狀態(tài)控制直流斷路器。從而在去游離結(jié)束之后對故障狀態(tài)進行識別，僅在判斷為瞬時性故障后進行重合閘，判斷為永久性故障后不再進行重合閘，直接閉鎖故障極換流器，在不產(chǎn)生額外電壓、電流沖擊的情況下，僅利用電氣量實現(xiàn)直流斷路器的自適應(yīng)重合閘，有效避免重合閘于永久性故障對輸電系統(tǒng)造成的二次沖擊，提升直流輸電系統(tǒng)安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流輸電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種直流輸電系統(tǒng)的故障處理方法、一種直流輸電系統(tǒng)的故障處理裝置和一種直流輸電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

柔性直流輸電技術(shù)具有損耗小、有功無功可以獨立快速控制、沒有換相失敗問題等優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。在已經(jīng)投運的柔性直流輸電工程中，普遍采用基于半橋型子模塊的模塊化多電平換流器。運行中的直流架空輸電線路易發(fā)生故障，線路故障后會導致故障電流迅速上升，危害設(shè)備安全。在線路兩端加裝混合式直流斷路器能快速切斷故障電流。線路故障可以分為兩類，瞬時性故障和永久性故障，在故障點熄弧后瞬時性故障消失，永久性故障則持續(xù)存在。由于實際運行中線路上發(fā)生瞬時性故障的概率高于發(fā)生永久性故障的概率，混合式直流斷路器在切除故障電流后，會自動進行重合閘操作以期快速恢復運行。但對于永久性故障則會再次產(chǎn)生故障電流，危害設(shè)備安全，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明第一方面在于提出了一種直流輸電系統(tǒng)的故障處理方法。

本發(fā)明的第二方面在于提出了一種直流輸電系統(tǒng)的故障處理裝置。

本發(fā)明的第三方面在于提出了一種直流輸電系統(tǒng)。

有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種直流輸電系統(tǒng)的故障處理方法，直流輸電系統(tǒng)包括直流斷路器，直流斷路器包括載流支路、固態(tài)開關(guān)支路和緩沖吸收支路，方法包括：響應(yīng)于直流輸電系統(tǒng)的故障信號，關(guān)斷直流斷路器；經(jīng)過去游離時長后導通固態(tài)開關(guān)支路；獲取直流輸電系統(tǒng)的輸電線路的電壓和電流；確定電壓和電流的比值；根據(jù)比值確定直流輸電系統(tǒng)的故障狀態(tài)；根據(jù)故障狀態(tài)控制直流斷路器。

本發(fā)明提供的直流輸電系統(tǒng)的故障處理方法，在線路發(fā)生故障后導通固態(tài)開關(guān)支路的功率器件，故障電流從載流支路轉(zhuǎn)移至固態(tài)開關(guān)支路，然后先后關(guān)斷載流支路開關(guān)和固態(tài)開關(guān)支路的功率器件，由與功率器件并聯(lián)的緩沖吸收支路吸收能量，從而完成關(guān)斷直流斷路器，使故障電流降為零，之后等待預設(shè)的去游離時長，以保證瞬時性故障下故障點熄弧及絕緣恢復，導通固態(tài)開關(guān)支路的部分功率器件，以使緩沖吸收支路未導通部分兩端承受電壓剛好大于其啟動電壓，此時檢測輸電線路的電壓和電流，根據(jù)電壓和電流的比值確定直流輸電系統(tǒng)的故障狀態(tài)識別出直流輸電系統(tǒng)的故障狀態(tài)，其中，故障狀態(tài)包括瞬時性故障和永久性故障，并根據(jù)故障狀態(tài)確定是否進行斷路器重合閘操作。從而在去游離結(jié)束之后對故障狀態(tài)進行識別，僅在判斷為瞬時性故障后進行重合閘，判斷為永久性故障后不再進行重合閘，直接閉鎖故障極換流器，隔離故障線路，在不產(chǎn)生額外電壓、電流沖擊的情況下，僅利用電氣量實現(xiàn)直流斷路器的自適應(yīng)重合閘，避免資源浪費，同時有效避免永久性故障下直接導通固態(tài)開關(guān)支路造成的電壓電流沖擊，有利于保障設(shè)備安全和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

其中，去游離時長可根據(jù)直流輸電線路絕緣恢復特征及定電壓設(shè)定值合理設(shè)置。

進一步地，關(guān)斷直流斷路器使輸電線路的電壓、電流降至零，但考慮到輸電系統(tǒng)的誤差，若電流下降至預設(shè)電流值，則確定斷路器已經(jīng)切斷故障電流，此時開始計時并等待去游離時長，進而提高故障狀態(tài)判斷準確度。

具體地，載流支路包括串聯(lián)連接的機械開關(guān)和負荷換流開關(guān)，且載流支路與固態(tài)開關(guān)支路并聯(lián)連接。