一种利用换流阀实现大地回线金属回线快速转换的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用换流阀投旁通对实现大地回线金属回线快速转换的方法，借助换流阀投旁通对的功能特性，利用换流阀开断时间短的特点，在大地回线转金属回线操作过程中，先控制换流阀投旁通对，实现大地回线和金属回线之间的快速切换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子
，特别涉及一种高压直流输电系统中，利用换流阀投旁通对实现大地回线金属回线快速转换的方法。
技术介绍
直流输电系统有多种运行方式，包括双极运行，单极大地回线运行，单极金属回线运行。当直流某一极进行检修或发生故障时，另一极就可以通过单极大地回线运行方式继续运行，这大大提高了直流输电系统的可靠性。但长期的大地回线运行存在以下缺点:I)直流电流经交流系统变压器中性点流入变压器，使变压器产生直流偏磁，严重影响变压器的正常运行。2)过大的入地电流将对沿途的金属构件、管道等产生腐蚀作用。3)过大的入地电流将对接地极附近的生态环境造成影响，所以，为了降低因故障造成的单极大地回线方式运行时间，减小对系统及生态的影响，故障情况下，单极大地回线自动转单极金属回线运行方式在直流输电系统中是非常重要的。同时在无接地极或接地极不可用的情况下，当发生单极闭锁时，则必须快速完成单极大地回线到单极金属回线的转换。现有的大地转金属方案需要利用金属回线用隔离开关来构成电流通路，由于隔离开关的动作速度慢，合闸与分闸时间均为秒级，难以实现大地回线与金属回线的快速转换。在转换的过程中，将有较大的入地电流，对周围电力设备以及接地极附近的生态环境造成不良的影响。在无接地极或接地极不可用的情况下，如果无法实现大地回线到金属回线的快速转换，将造成双极闭锁，降低系统的可靠性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对直流输电工程中发生单极停运时，需要实现大地回线到金属回线的转换这一问题，提供了一种直流输电系统中，利用换流阀投旁通对实现大地回线金属回线快速转换的方法，以提高直流输电工程的系统可靠性和稳定性，减小入地电流对周围电力设备及生态环境的影响。本专利技术提供，应用于直流输电系统，所述直流输电系统包括借助直流线路连接的两端或两端以上的换流站，每个换流站直流侧包含高速中性母线开关，金属回线转换断路器，金属回路用隔离开关，金属回路开关和换流阀等；其中，在大地回线与金属回线快速转换过程包括以下步骤:SI，送端和受端的所述换流阀投旁通对，以使得一路电流流经接地极线路，另一路电流通过所述换流阀流经直流极线；S2，断开所述金属回线转换断路器，以使得电流仅经直流极线；S3，闭合闭锁极的所述金属回路用隔离开关，且闭合送端的所述金属回路开关，以使得电流经过闭锁极的所述金属回路用隔离开关和送端的所述金属回路开关之后，再流向直流极线；S4，所述换流阀闭锁。进一步的，在SI之前，进一步存在以下步骤:S01，当因故障或检修发生单极闭锁后，需判断是否允许进行大地回线与金属回线的快速转换，若允许，则进入快速转换流程。进一步的，在SI之前，进一步存在以下步骤:S02，断开送端和受端的换流变进线断路器。进一步的，所述直流输电系统为高压直流输电系统。本专利技术的方法兼顾高压直流输电系统的特点，借助高压直流输电原有的换流阀投旁通对功能，通过简单的操作步骤，可以实现传统方法中采用金属回路用隔离开关完成的大地回线到金属回线的转换功能，同时提高了转换速度，大大地减小了直流电流入地时间，减小了对周围设备影响。并且无需增加设备投入。本专利技术利用已有的换流阀投旁通对功能，可在不增加设备投资的前提下进行快速大地转金属方式运行，可以大大减少直流电流入地的时间，减小对周围设施的影响。同时在无接地极或接地极不可用的情况下，可提高系统的可靠性，减少双极闭锁的概率，增加系统的稳定性。【附图说明】图1为本专利技术的利用换流阀实现大地回线金属回线快速转换的操作流程图；图2为本专利技术的直流输电系统的单极故障闭锁后电流通路示意图；图3为本专利技术的直流输电系统的两站换流阀投旁通对后电流通路示意图；图4为本专利技术的直流输电系统的金属回线转换断路器断开后电流通路示意图；图5为本专利技术的直流输电系统的最终电流通路示意图。【具体实施方式】以下将结合附图及具体实施，对本专利技术提出的一种高压直流输电系统中利用换流阀投旁通对实现大地回线金属回线快速转换的方法进行详细说明。本实施例是针对单十二脉动高压直流输电系统，该直流输电系统包括借助直流线路连接的两端及两端以上的换流站，每个换流站直流侧包含中性母线开关HSNBS、金属回线转换断路器MRTB、金属回路用隔离开关、金属回路开关MRS和换流阀BPS等。为了实现大地回线到金属回线的快速转换，本专利技术的直流输电系统采用以下步骤:SOI,当因故障或检修发生单极闭锁(本实施例之中为极I闭锁，即极I为闭锁极)后，直流电流依序经过中性母线开关HSNBS、金属回线转换断路器MRTB以及接地极线路(接地极线路即是大地回线)，最后入地，如图2所示；此时，需判断是否允许进行大地回线与金属回线的快速转换，若允许，则进入快速转换流程；S02，断开送端和受端的换流变进线断路器(未图示)，此时需要保证站间通讯正常，若无通信，则需要根据电气量判断，这样，快速性比较难保证；SI，送端和受端的所述换流阀BPS投旁通对，以使得一路电流流经接地极线路，另一路电流通过极I的所述换流阀BPS流经直流极线(直流极线即是金属回线，在附图之中简单标注为“极线”);换而言之，直流电流在接地极线路和直流极线之间进行重新分配，如图3所示；S2，断开所述金属回线转换断路器MRTB，以使得电流仅经直流极线；换而言之，待电流重新分配后，直流电流依序经极I的中性母线开关HSNBS，极I的换流阀BPS流向极I的直流极线，完成大地回线到金属回线的快速转换，如图4所示；S3，闭合极I的所述金属回路用隔离开关，且闭合送端的所述金属回路开关MRS，以使得电流经过闭锁极的所述金属回路用隔离开关和送端的所述金属回路开关MRS之后，再流向直流极线；S4，所述换流阀闭锁，此时，直流电流依序经中性母线开关HSNBS、金属回路开关MRS以及闭锁极金属回路用隔离开关流向闭锁极直流极线。应当理解的是，此时，还需断开换流阀、金属回线转换断路器的隔离开关。至此，大地回线到金属回线的转换全部完成，如图5所示。如果在其他实施例之中，极2为闭锁极，大地回线与金属回线快速转换的方法类似，为本领域的普通技术人员所能依据本专利技术的实质精神进行类推。本专利技术兼顾高压直流输电系统的特点，借助高压直流输电已有的换流阀投旁通对功能，通过简单的操作步骤，实现大地回线到金属回线的快速转换，大大减小直流电流入地时间。本专利技术利用已有的换流阀，可在不增加设备投资的前提下，进行快速大地转金属方式运行，可以大大减少直流电流入地的时间，减小对周围设施的影响。同时在无接地极或接地极不可用的情况下，可提高系统的可靠性，减少双极闭锁的概率，增加系统的稳定性。至此，本专利技术提出的一种高压直流输电系统中利用换流阀投旁通对实现大地回线金属回线快速转换的方法的任务全部完成。【主权项】1.，应用于直流输电系统，所述直流输电系统包括借助直流线路连接的两端或两端以上的换流站，其特征在于: 每个换流站直流侧包含高速中性母线开关，金属回线转换断路器，金属回路用隔离开关，金属回路开关和换流阀等；其中，在大地回线与金属回线快速转换过程包括以下步骤:SI，送端和受端的所述换流阀投旁通对，以使得一路电流流经接地极线路，另一路电流通过所述换流阀流经直流极线； S2，断开所述金属回线转换断路器，以使得电流仅经直流极线； S3，闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用换流阀实现大地回线金属回线快速转换的方法，应用于直流输电系统，所述直流输电系统包括借助直流线路连接的两端或两端以上的换流站，其特征在于：每个换流站直流侧包含高速中性母线开关，金属回线转换断路器，金属回路用隔离开关，金属回路开关和换流阀等；其中,在大地回线与金属回线快速转换过程包括以下步骤：S1，送端和受端的所述换流阀投旁通对，以使得一路电流流经接地极线路，另一路电流通过所述换流阀流经直流极线；S2，断开所述金属回线转换断路器，以使得电流仅经直流极线；S3，闭合闭锁极的所述金属回路用隔离开关，且闭合送端的所述金属回路开关，以使得电流经过闭锁极的所述金属回路用隔离开关和送端的所述金属回路开关之后，再流向直流极线；S4，所述换流阀闭锁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓斌，黄莹，黎小林，李凌飞，李欢，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44