The invention discloses a unidirectional voltage type high voltage DC circuit breaker device and fault removal method, including circuit breaker and control system, the control system includes a control loop, current loop regulating control voltage through the auxiliary controller in the double loop regulation of high voltage DC circuit breaker transformer protection and control, the invention realizes compared to traditional high voltage circuit breaker has more functions and advantages of fast switching speed and cost savings, which can not only realize the step-up transformer circuit breaker function in normal operation of HVDC system, realize the flexible application of power lines in different voltage levels; at the same time, also can realize the short-circuit fault occurred in transmission lines when quickly to short circuit fault effectively removed, realize the protection of HVDC transmission equipment and equipment to load.
【技术实现步骤摘要】
一种单向变压型高压直流断路装置及故障切除方法
本专利技术涉及输电线路保护装置研究领域,具体地,涉及一种基于Boost变换器的单向变压型高压直流断路器和变压型高压直流断路器短路故障的切除方法。
技术介绍
在高压交流输电系统中,输电线路的正常投入和事故切除,是通过高压交流断路器来实现的。而在高压直流输电系统中,则是利用换流阀控制(栅)极的控制来消除暂时性故障或者当发生短路故障时采用机械式高压断路器进行切除,但随着VSC-HVDC输电技术的发展和应用,由于机械式的高压直流断路器的响应时间过长难以满足短路故障的快速切除需求。因此,研制新型快速高压直流断路器,以促使高压直流输电系统的发展,甚为必要。ABB公司于2012年11月开发出了世界上第一台混合式高压直流断路器,将机械动力学与电力电子设备相结合,可以在几毫秒之内断开一所大型发电站的输出电流,这使得大规模可再生能源的高效集成和交换以及建设全新高效电网进行远距离电力传输成为可能。高压直流断路器的类型主要有机械式断路器、固态断路器、混合式断路器、Z-source断路器和基于转换器的断路器。与高压直流转换开关只能开断正常运行电流不同的是,高压直流断路器具有故障电流的切断能力。目前的机械式高压直流断路器,能够在数十毫秒内切断短路电流,这种故障电流的切断速度尚不能满足新型VSC-HVDC输电系统的要求。固态断路器可以很容易地克服开断速度的限制,但在稳态运行时会产生大量损耗。混合式断路器兼具机械断路器良好的静态特性以及固态断路器无弧分断的动态特性,具有运行损耗低、使用寿命长、可靠性高和稳定性好等优点,但对于快速刀闸的制造要求 ...
【技术保护点】
一种单向变压型高压直流断路装置,其特征在于,所述装置包括:断路器和控制系统,其中:所述断路器包括:连接在正输入端的电感L,电感L的输出端与IGBT开关模块组S
【技术特征摘要】
1.一种单向变压型高压直流断路装置,其特征在于,所述装置包括:断路器和控制系统,其中:所述断路器包括:连接在正输入端的电感L,电感L的输出端与IGBT开关模块组S1阳极相连,IGBT开关模块组S1的阳极同时与二极管模块组D1的阳极连接,二极管模块组D1的阴极与装置的正输出端相连,IGBT开关模块组S1的阴极与装置的负输入端、装置的负输出端同时接地,装置的正输入端与装置的负输入端之间连接有输入电容Ci,装置的正输出端与装置的负输出端之间连接有输出电容Co;控制系统包括:依次连接的外环PI调节器、外环饱和环节、内环PI调节器、内环饱和环节、PWM发生器;电压传感器采集到高压直流断路器的输出端电压vo,输出端电压vo经过外环低通滤波器LPF后与输出电压参考值vo*进行比较,然后输入到外环PI调节器;电流传感器采集到高压直流断路器中的电感电流iL,电感电流iL经过内环低通滤波器LPF后与外环饱和环节输出的内环电感电流参考值iL*进行比较,比较的结果输入内环PI调节器,在内环饱和环节与PWM发生器之间设有辅助控制器。2.根据权利要求1所述的单向变压型高压直流断路装置,其特征在于,所述辅助控制器包括:零值检测器和选择开关,其中,零值检测器包括:过零比较器和触发子系统,内环饱和环节的输出信号同时发送给过零比较器和触发子系统,其中,过零比较器的输出信号作为触发子系统导通的条件,触发子系统的输出信号经过反向器输出至选择开关,选择开关的两个输入端分别与内环饱和环节的输出端和零值信号连接,选择开关的输出端与PWM发生器连接。3.根据权利要求1所述的单向变压型高压直流断路装置,其特征在于,在开关接通阶段,电流依次经过IGBT开关模块组、电感L后输出,计算分析式如下:ViDTs-(Vo-Vi)(1-D)Ts=0Vo=Vi/(1-D)(0≤D≤1)其中,Vi为输入电压,D为占空比,Ts为开关周期,Vo为输出电压。4.一种变压型高压直流断路装置短路故障切除方法,应用于权利要求1-3中任一所述的装置中,其特征在于,所述方法包括:...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐良义,杨坤,王坤,林俊洁,向路先,李红柳,崔开源,余杰,张璞,
申请(专利权)人:国网四川省电力公司成都供电公司,国家电网公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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