一种直流用避雷器制造技术

一种直流用避雷器，包括避雷器本体，所述避雷器本体包括固定元件和受控元件，所述避雷器还包括：与受控元件并联的晶闸管控制开关支路；与固定元件并联的均压支路。防止避雷器固定原件稳态工况下分压较高，泄漏电流增大。泄漏电流增大。泄漏电流增大。

【技术实现步骤摘要】
一种直流用避雷器


[0001]本技术涉及混合式特高压直流输电工程用直流避雷器领域，具体涉及一种直流用避雷器。

技术介绍

[0002]高压直流输电技术主要包括基于普通晶闸管换流阀的传统高压直流输电和基于具有可关断能力的新型电力电子器件换流阀的柔性直流输电，二者各有优劣和适用场合。为发挥二者优势，提供更为灵活的输电方式，由传统直流和柔性直流组成的混合多端特高压直流输电系统应运而生。随着混合多端特高压直流输电技术的不断发展和未来规划工程的日益增多，其可靠性将成为影响整个电力系统安全、可靠运行的重要因素。考虑混合直流换流阀在各种暂、稳态和多种异常态运行工况下的过电压情况，在柔性直流换流阀直流侧母线并联基于一种基于晶闸管控制的直流用避雷器。
[0003]由避雷器的结构拓扑以及工作原理可知，该避雷器在稳态下长期承受直流工作电压，且由于受控元件并联的晶闸管触发开关中晶闸管断态电阻及均压电阻等器件的影响，导致固定元件在稳态工况下的分压较高，导致泄漏电流增大，进而影响了避雷器电阻片在长期工作条件下的稳定性能。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本技术提供一种直流用避雷器，包括避雷器本体，所述避雷器本体包括固定元件和受控元件，其特征在于，所述避雷器还包括：
[0005]与受控元件并联的晶闸管控制开关支路；
[0006]与固定元件并联的均压支路。
[0007]优选的，所述均压支路包括：
[0008]多级串联的电阻结构；
[0009]每级电阻结构中均包括多个并联的均压电阻；
[0010]所述电阻结构的串联级数和每级电阻结构中均压电阻的并联数量，根据均压支路的预期电阻值进行配置。
[0011]优选的，所述晶闸管控制开关支路，包括：
[0012]晶闸管；
[0013]与晶闸管串联的饱和电抗器；
[0014]以及与晶闸管并联的阻容结构和均压电阻。
[0015]优选的，所述避雷器，还包括：
[0016]与受控元件并联的旁路开关。
[0017]优选的，所述固定元件和受控元件分别包括多个串联的电阻片。
[0018]优选的，所述阻容结构包括：串联的电容和电阻。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0020]一种直流用避雷器，包括避雷器本体，所述避雷器本体包括固定元件和受控元件，所述避雷器还包括：与受控元件并联的晶闸管控制开关支路；与固定元件并联的均压支路；防止避雷器固定原件稳态工况下分压较高，泄漏电流增大。
附图说明
[0021]图1为直流避雷器拓扑结构图；
[0022]图2电阻Rq结构拓扑图。
具体实施方式
[0023]为了更好地理解本技术，下面结合说明书附图和实例对本技术的内容做进一步的说明。
[0024]实施例1：
[0025]本专利技术提供一种直流用避雷器，如图1所示，包括并联于柔性直流换流阀的直流侧母线上的避雷器本体，其中柔性直流换流阀连接在直流系统与交流系统之间，所述避雷器本体包括固定元件和受控元件，其特征在在于，所述避雷器还包括：
[0026]与受控元件并联的晶闸管控制开关支路；
[0027]与固定元件并联的均压支路；
[0028]通过调整均压支路中均压电阻的串联和并联数量，以实现避雷器本体中固定元件和受控元件的均压。
[0029]其中，当避雷器处于稳态工况下时，通过晶闸管控制开关支路控制晶闸管处于断开状态(简称断态)，当柔性直流换流阀、直流系统和/或交流系统发生故障时，通过晶闸管控制开关支路控制晶闸管合闸，以实现对故障电流的分流。
[0030]优选的，所述均压支路包括：
[0031]多级串联的电阻结构；
[0032]每级电阻结构中均包括多个并联的均压电阻；
[0033]所述如图2所示电阻结构的串联级数和每级电阻结构中均压电阻的并联数量，根据均压支路的预期电阻值进行配置。
[0034]优选的，所述均压支路的预期电阻值根据晶闸管控制开关支路中晶闸管的断态电阻值、晶闸管控制开关支路中均压电阻值，以及固定元件与受控元件的阻尼比进行确定。
[0035]优选的，所述晶闸管控制开关支路，包括：
[0036]晶闸管以及与晶闸管并联的阻容结构和均压电阻。
[0037]优选的，所述晶闸管控制开关支路，还包括：
[0038]与晶闸管并联的旁路开关；
[0039]当避雷器处于稳态工况下时，控制旁路开关处于断开状态(简称断态)，当柔性直流换流阀、直流系统和/或交流系统发生故障时，控制旁路开关合闸，以实现对故障电流的进一步分流；
[0040]优选的，所述固定元件和受控元件分别包括多个串联的电阻片。
[0041]优选的，所述阻容结构包括：串联的电容和电阻。
[0042]实施例2：
[0043]该避雷器属于典型的大容量多柱并联避雷器，通过控制电阻片的串联数量改变残压从而限制不同系统故障下的母线过电压。避雷器一次侧主要由固定元件、受控元件、控制开关(由晶闸管触发开关及旁路开关构成)组成，其中固定元件和受控元件又称为避雷器本体。其工作原理为，当系统处于稳态工况时，避雷器长期承受母线直流电压，避雷器元件仅流过泄漏电流；当系统发生交直流故障时，通过将受控元件并联的快速开关合闸，降低避雷器残压，消耗盈余功率，抑制并联母线过电压，故障穿越后，控制开关分闸，避雷器恢复初始状态。
[0044]金属氧化物电阻片在正常运行时长期荷电，会逐渐老化，甚至最终导致热崩溃，这是决定避雷器寿命的主要因素。老化存在速度问题，取决于长期作用的系统工作电压，及取决于电阻片的长期荷电，为了保证电阻片的寿命，必须限制其长期工作电压。荷电率指长期工作电压峰值与动作电压的比值λ。
[0045]该避雷器拓扑如图1所示，MOA1：固定元件，MOA2：受控元件，K1：晶闸管触发开关，K2：旁路开关；T：晶闸管，Lv：饱和电抗器，R
D
：阻尼电阻，C
D
：阻尼电容，R
p
：均压电阻。
[0046]1.设计原则
[0047]已知该类型避雷器并联于直流系统换流阀母线侧，固定元件工作电压U1、受控元件电压U2、母线工作电压Ub，存在如下电压关系：
[0048]U1+U2＝U
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0049]固定元件与受控元件的分压是由各自串联电阻片数决定的，设固定元件串联电阻片数m，受控元件串联电阻片数n。
[0050][0051][0052][0053]式中：
[0054]R
MOV1
：固定元件阻值；
[0055]R
MOV2
：受控元件阻值。
[0056]有如下设计原则：
[0057]λ1＝U1/U...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流用避雷器，包括避雷器本体，所述避雷器本体包括固定元件和受控元件，其特征在于，所述避雷器还包括：与受控元件并联的晶闸管控制开关支路；与固定元件并联的均压支路。2.如权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述均压支路包括：多级串联的电阻结构；每级电阻结构中均包括多个并联的均压电阻；所述电阻结构的串联级数和每级电阻结构中均压电阻的并联数量，根据均压支路的预期电阻值进行配置。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杉，李婷婷，袁荔，王高勇，张宁，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：