一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统，用于仿真分析交流滤波器所连断路器的电磁暂态特性，方法包括：S1，仿真断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电流峰值；S2，根据各个工况下断路器的开断负荷参数，确定所述断路器的开断负荷参数的最大水平；S3，将断路器的开断负荷参数的最大水平与实际断路器的开断负荷参数额定值进行比对，得到比对结果。

Method and system for analyzing electromagnetic transient characteristic of circuit breaker under layered access mode

The invention provides a method and system for analyzing a hierarchical access mode of circuit breaker electromagnetic transient characteristics for the simulation analysis of transient characteristics of circuit breaker, electromagnetic AC filter even method includes: S1, different simulation circuit breaker, get off load parameters under different working conditions of the circuit breaker, including circuit breaker maximum fracture recovery the peak voltage, the recovery voltage of the first peak of the fracture gradient, the circuit breaker side filter of fracture maximum peak voltage, peak current, maximum flow through the circuit breaker circuit breaker breaking current peak; S2, according to the parameters of the breaking load conditions of the circuit breaker, the breaker opened off the maximum horizontal load parameter; S3, the circuit breaker load parameters on the maximum level and actual circuit breaker rated load parameters were compared by the comparison results.

【技术实现步骤摘要】
一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统
本专利技术属于电气工程领域，具体涉及一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统。
技术介绍
特高压直流的高端换流器和低端换流器分别接入不同电压等级的交流系统，相应的无功设备也会分层接入不同电压等级，高低端换流变及相应无功设备将通过交流特高压主变或交流系统形成环网。特高压直流输电工程采用受端分层接入方式后，与已投运的直流输电工程结构不同，目前开展的研究较少，可直接借鉴使用的成果不多，缺乏用来指导工程实践和推广应用技术依据，因此需要开展特高压直流分层接入高低端换流器、无功设备以主变环网的电磁暂态研究。特高压直流分层接入高低端换流器后，会对换流站及所接入交流系统的过电压、谐振特性以及1000kV交流滤波器断路器的分断性能产生影响，因此有必要对特高压直流分层接入高低端换流器、无功设备及交流主变环网的电磁暂态进行研究，掌握特高压直流分层接入后近区交直流系统的电磁暂态特性，提出励磁涌流及过电压抑制措施，提出特高压直流输电系统分层接入1000kV交流滤波器断路器性能指标，为工程设计和设备研制提供依据。在高压直流输电工程的换流站内一般安装有3大组、8～12小组交流滤波器/电容器组(以下简称滤波器组)，为换流器工作提供无功并滤除它所产生的交流谐波。由于滤波器组容量大(容性)、投切频繁，所以与一般交流变电站中使用的断路器相比，用于HVDC换流站交流滤波器投切的断路器除应满足一般常规要求外，还必须满足断路器断口恢复电压(TransientRecoverVoltage，TRV)更高、切断电容电流更大和配备选相合闸功能等特殊要求，这些特殊要求直接影响换流站滤波器组断路器的设备选型。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述问题，本专利技术提供一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统，通过仿真不同工况下断路器的开断负荷参数，以方便技术人员对换流站滤波器组断路器进行设备选型。(二)技术方案本专利技术一方面提供一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法，用于仿真分析交流滤波器所连断路器的电磁暂态特性，所述断路器用于实现交流滤波器与交流母线连接或者断开，所述交流母线经变压器连接至直流输电线路，方法包括：S1，仿真所述断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电流峰值；S2，根据各个工况下断路器的开断负荷参数，确定所述断路器的开断负荷参数的最大水平；S3，将所述断路器的开断负荷参数的最大水平与实际断路器的开断负荷参数额定值进行比对，得到比对结果。进一步，步骤S1中，仿真所述断路器的不同工况，包括：滤波器投入时断路器合闸涌流及合闸过电压、直流线路接地故障后切除大组滤波器、交流线路接地故障后切除大组滤波器、正常稳态运行切除滤波器时断路器发生一次单相重燃、直流系统闭锁后逐个切除小组滤波器。进一步，交流母线的电压等级为1000kV。本专利技术另一方面提供一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析系统，用于仿真分析滤波器所连断路器的电磁暂态特性，所述断路器用于实现滤波器与交流母线连接或者断开，所述交流母线经变压器连接至直流输电线路，系统包括：仿真模块，用于仿真所述断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电流峰值；参数统计模块，用于根据各个工况下断路器的开断负荷参数，确定所述断路器的开断负荷参数的最大水平；比对模块，用于将所述断路器的开断负荷参数的最大水平与实际断路器的开断负荷参数额定值进行比对，得到比对结果。进一步，仿真模块中，仿真所述断路器的不同工况，包括：滤波器投入时断路器合闸涌流及合闸过电压、直流线路接地故障后切除大组滤波器、交流线路接地故障后切除大组滤波器、正常稳态运行切除滤波器时断路器发生一次单相重燃、直流系统闭锁后逐个切除小组滤波器。进一步，交流母线的电压等级为1000kV。(三)有益效果本专利技术具有以下有益效果：(1)实现了对分层接入方式下交流滤波器断路器的电磁暂态特性分析，对分层接入方式下的设备选型有更重要的指导意义；(2)综合考虑多种工况下的滤波器电磁暂态特性，对其特性指标的分析更加全面；附图说明图1是本专利技术实施例中分层接入方式下的直流输电系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法的流程图。图3是本专利技术实施例提供的分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析系统的功能模块图。具体实施方式本专利技术提供一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统，用于仿真分析交流滤波器所连断路器的电磁暂态特性，方法包括：S1，仿真所述断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电流峰值；S2，根据各个工况下断路器的开断负荷参数，确定所述断路器的开断负荷参数的最大水平；S3，将所述断路器的开断负荷参数的最大水平与实际断路器的开断负荷参数额定值进行比对，得到比对结果。根据结合附图对本专利技术示例性实施例的以下详细描述，本专利技术的其它方面、优势和突出特征对于本领域技术人员将变得显而易见。在本专利技术中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。在本说明书中，下述用于描述本专利技术原理的各种实施例只是说明，不应该以任何方式解释为限制专利技术的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本专利技术的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不背离本专利技术的范围和精神的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同参考数字用于相似功能和操作。图1是本专利技术实施例中分层接入方式下的直流输电系统的结构示意图，如图1所示，直流输电线路正负极为±800kV输电线，经过末端换流站(图中三角形)转化为交流形式，随后经不同的变压器(图中交叉圆形)连接至不同电压等级的交流母线，母线电压等级分别为500kV、1000kV。其中每个交流母线都会通过断路器(图未示出)连接若干组交流滤波器用于线路滤波，断路器在系统内实际上起到开关的作用，即滤波器组与母线连接或者断开是利用断路器的开合来实现的。本专利技术为了分析交流母线的电压等级为1000kV时断路器电磁暂态特性分析，提供了一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法及系统，能够在不同工况下得到断路器的开断负荷参数。图2是本专利技术实施例提供的分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法的流程图，如图2所示，方法包括：S1，仿真所述断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法，用于仿真分析交流滤波器所连断路器的电磁暂态特性，所述断路器用于实现交流滤波器与交流母线连接或者断开，所述交流母线经变压器连接至直流输电线路，其特征在于，方法包括：S1，仿真所述断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电流峰值；S2，根据各个工况下断路器的开断负荷参数，确定所述断路器的开断负荷参数的最大水平；S3，将所述断路器的开断负荷参数的最大水平与实际断路器的开断负荷参数额定值进行比对，得到比对结果。

【技术特征摘要】
1.一种分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法，用于仿真分析交流滤波器所连断路器的电磁暂态特性，所述断路器用于实现交流滤波器与交流母线连接或者断开，所述交流母线经变压器连接至直流输电线路，其特征在于，方法包括：S1，仿真所述断路器的不同工况，得到不同工况下断路器的开断负荷参数，包括断路器最大断口恢复电压峰值、断口恢复电压第一个波峰的陡度、断路器滤波器侧最大断口对地电压峰值、断路器最大流经电流峰值、断路器最大开断电流峰值；S2，根据各个工况下断路器的开断负荷参数，确定所述断路器的开断负荷参数的最大水平；S3，将所述断路器的开断负荷参数的最大水平与实际断路器的开断负荷参数额定值进行比对，得到比对结果。2.根据权利要求1所述的分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法，所述步骤S1中，仿真所述断路器的不同工况，包括：滤波器投入时断路器合闸涌流及合闸过电压、直流线路接地故障后切除大组滤波器、交流线路接地故障后切除大组滤波器、正常稳态运行切除滤波器时断路器发生一次单相重燃、直流系统闭锁后逐个切除小组滤波器、直流系统闭锁后逐个切除大组滤波器。3.根据权利要求1所述的分层接入方式下断路器电磁暂态特性分析方法，所述交流母线的电压等级为1000kV。4.一种分...

【专利技术属性】
技术研发人员：余占清，李新年，付殷，雷霄，林少伯，张晋华，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11