[發(fā)明專利]一種耦合負壓式高壓直流斷路器供能系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112383128A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 楊悅民;王紅斌;張猛;馬驄;劉成柱;韓迪;王楠;劉小龍;石江浩;駱天宇;王雪薇;袁喆
• 申請（專利權）人: 北京電力設備總廠有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02H9/02;H02H1/06;H02H7/26
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

一種耦合負壓式高壓直流斷路器的供能系統(tǒng)，包括兩臺UPS、一送能開關柜、一對地主供能變壓器、主支路供能子系統(tǒng)以及轉移支路供能子系統(tǒng)；所述兩臺UPS并聯(lián)運行，輸入端分別通過自動轉換開關ATS與兩路站用電相連，輸出端并聯(lián)連接后經送能開關柜與對地主供能變壓器的輸入端相連；對地主供能變壓器的輸出端分別與主支路供能子系統(tǒng)、轉移支路供能子系統(tǒng)相連；其中，所述對地主供能變壓器對地絕緣水平與耦合負壓式高壓直流斷路器對地絕緣水平相同。本發(fā)明對地主供能變壓器布置在耦合負壓式高壓直流斷路器外側地基上，便于安裝及維護，安全可靠；雙路市電供電，確保供能系統(tǒng)的可靠性；兩臺UPS并聯(lián)運行保證供能系統(tǒng)電能質量以及提高了供能系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)直流輸電技術領域，涉及一種耦合負壓式高壓直流斷路器供能系統(tǒng)，通過不間斷供電系統(tǒng)和開關柜實現(xiàn)不間斷供電，通過三種電壓等級的供能變壓器實現(xiàn)直流斷路器主支路和轉移支路隔離供能，通過開關柜軟啟動限制浪涌電流以及在供能隔離變壓器21輸出側并聯(lián)浪涌保護器和電容器的方法提高供能系統(tǒng)可靠性。

背景技術

近幾年，多端柔性直流輸電工程發(fā)展迅速，柔性直流輸電工程為遠距離大容量輸電、大規(guī)模間歇性清潔電源接入、多直流饋入、海上或偏遠地區(qū)孤島系統(tǒng)供電、構建直流輸電網(wǎng)絡等提供了安全高效的解決方案。

由于多端直流系統(tǒng)中沒有大電流快速開斷的直流斷路器，直流電網(wǎng)切除直流故障電流的保護措施主要是閉鎖換流器或開斷交流側斷路器。如能在多端直流系統(tǒng)中安裝毫秒級開斷大電流的直流斷路器，快速切除故障設備或線路，就可以保證直流系統(tǒng)非故障部分的穩(wěn)定運行，極大地提高系統(tǒng)可靠性，因此，研發(fā)直流斷路器是發(fā)展直流電網(wǎng)的關鍵技術。

基于模塊化多電平或級聯(lián)多電平換流器換流的直流斷路器在電力系統(tǒng)中能可靠應用的關鍵技術難題之一是工作在高電位的電壓源換流器子單元控制器、主支路機械開關控制器等設備的可靠供電問題。傳統(tǒng)供電方式可分為“地電位送能”與“高電位取能”兩種，由于斷路器設備或子單元模塊均運行在不同的高電位，且穩(wěn)態(tài)下端間基本不承壓，因此其控制器供電方式無法像常規(guī)換流閥一樣進行高電位取能。目前，高壓直流斷路器的供能方式主要有激光隔離供能、太陽能供能以及電磁隔離供能，激光供能系統(tǒng)所能提供的能量有限，太陽能受外界因素影響較大，因此前兩種供能方式無法滿足直流斷路器的供能需求，只有電磁隔離供能能夠提供可靠穩(wěn)定的千瓦級能量。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題，是提供一種耦合負壓式高壓直流斷路器的供能系統(tǒng)總體設計方案，并提供不間斷電源(UPS)和開關柜設計方案、主支路和轉移支路供能子系統(tǒng)設計方案、對地主供能變壓器設計方案以及為提高供能系統(tǒng)可靠性采取的措施。

為解決上述技術問題，本發(fā)明具體采用以下技術方案。

一種耦合負壓式高壓直流斷路器的供能系統(tǒng)，所述耦合負壓式直流斷路器包括主支路、轉移支路和耗能支路三部分；其特征在于：

耦合負壓式高壓直流斷路器的供能系統(tǒng)包括兩臺UPS、一送能開關柜、一對地主供能變壓器、主支路供能子系統(tǒng)以及轉移支路供能子系統(tǒng)；

所述兩臺UPS并聯(lián)運行，輸入端分別通過自動轉換開關ATS與兩路站用電相連，輸出端并聯(lián)連接后經送能開關柜與對地主供能變壓器的輸入端相連；

對地主供能變壓器的輸出端分別與主支路供能子系統(tǒng)、轉移支路供能子系統(tǒng)相連；

其中，所述對地主供能變壓器對地絕緣水平與耦合負壓式高壓直流斷路器對地絕緣水平相同。

本發(fā)明進一步包括以下優(yōu)選方案。

每臺UPS配各自的蓄電池組，依次通過隔離開關、自動轉換開關ATS連接到第一站用電和第二站用電；

在UPS正常運行時，兩臺UPS通過各自內部的并機模塊以及所控制的互聯(lián)開關實現(xiàn)并機運行；