传输系统技术方案

一种ＨＶＤＣ传输系统，在双极ＨＶＤＣ传输线的一端包括用于将所述传输线连接到ＡＣ系统的换流器站。该站具有两个换流器和对该换流器共用的ＤＣ中性设备。所述ＤＣ中性设备具有连接到电极线（１９１，１９２）的单独的电极线连接部件（１４２，１４３）。电极线（１９１，１９２）的尺寸被设计为能够在换流器站的单极操作时，在任意电极线断开连接时通过其余电极线将基本上全电流传输到电极站（１９０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传输系统
和
技术介绍
本专利技术涉及一种HVDC (High Voltage Direct Current,高压直流) 传输系统，该HVDC传输系统在双极HVDC传输线的 一端包括用于将所 述传输线连接到AC系统的换流器站，所述站包括两个换流器，每个换流 器具有DC侧，该DC侧一方面连接到处于高电势的所述传输线的两个极 中对应的一个，另一方面连接到通过接地处于零电势的为所述换流器共用 的DC中性设备的针对该极的中性母线，并且每个所述换流器具有连接到 所述AC系统的AC侧，所述DC中性设备具有连接到电极线的部件，且 所述设备设置有第一DC断路器，该第一DC断路器使得在站的双极操作 时从一个极的中性母线到另 一极的中性母线的第 一 电流路径能够断开，以 改变到该站的单极操作，所述站还包括控制设备，该控制设备被适配成通 过控制所述第一 DC断路器断开所述两个母线之间的所述第一电流路径 并建立到所述电极线连接部件的电流路径以将电流从所述一个极转向所 述电极线连接部件，来控制从双极操作到单极操作的改变，所述传输系统 还包括电极站，用于在所述极中的一个极断开连接的换流器站的单极操作 下电流从所述极中的另 一个极的大地回路，所述电极站通过连接到所述连 接部件的所述电极线连接到所述DC中性设备。本专利技术不限于大地和HVDC (高压直流)传输线的每个所述极之间 的任何特定水平的电压，但是特别适用于500kV以上的电压，这意味着 所述传输线传输相当大的功率并且换流器站所属的传输系统需要非常高 水平的可靠性。本专利技术也不限于流过所述传输线的所述极的任何特定水平 的电流，但是所述线优选地额定为lkA以上的电流。图1示意性示出该类型的HVDC传输系统的一船:i殳计。图1示出了 换流器站1、 2如何布置在具有两个极4、 5的HVDC传输线3的每个端， 两个极4、 5中的一个具有正极性， 一个具有负极性。AC系统6、 6，经由 变压器7、 7，连接到每个换流器站，以获得DC系统的适当水平的电压。 AC系统可以是具有发电机的任何类型的发电站形式的发电系统，或耗电 系统，或连接到如工厂和社区的电力消耗者的网络。每个换流器站具有两 个换流器8、 9，每个换流器具有DC侧，该DC侧一方面连接到所述两个极4、 5的相对应的一个，另一方面连接到DC中性设备IO，所述DC 中性设备IO由换流器共用且其低电压侧连接到大地，以限定每个极上的 特定电压。每个换流器8、 9可由换流器组代替，如串联连接的两三个换 流器，以在每个极上获得高电压，如800kV。在任何已知的配置，例如 12脉沖桥配置中换流器包括多个电流阀。所述换流器可以是线路换相电 流源换流器(line commutated Current Source Converter )，其中开关元件, 如晶闸管在所述AC系统中AC电流的零交叉处关断。换流器还可以是强 制换相电压源换流器(forced commutated Voltage Source Converter )，其 中所述开关元件是根据脉冲宽度调制(PWM)模式控制的关断(turn-off) 设备。HVDC传输系统相对于AC传输系统的优点在于在传输线两端的两 个换流器站之间的传输线上损耗显著变低，然而通常换流器站在HVDC 传输系统中比在AC传输系统中花费更大。因此，HVDC传输系统通常 用来在如几百公里的长距离上传输一般约几GW的大功率。这意味着如 果传输线的两个极同时跳闸(trip),即例如由于接地故障而断开连接，则 所连接的AC系统的后果可能非常严重。如果所述AC系统属于向大城市 供电的总系统(major system),则该双;feU^闸(bipolar trip)可导致提 供给所述总系统的电力较大地减少，在该系统中可产生不稳定性，且其它 部分也可能出现故障。如果仅一个极跳闸对该连接的AC系统的后果一点 也不像两个极都跳闸那样严重。本专利技术致力于前面所限定的类型的HVDC 传输系统的可靠性，其与HVDC传输系统中的所述换流器站的所述DC 中性设备的功能密切相关，在图2中示出了已知的换流器站的传统DC中 性设备。该设备10具有连接到一个换流器8的低电压侧的中性母线11和 连接到另一个换流器9的低电压侧的中性母线12。所述中性母线通过两 个第一DC断路器13、 14和分别与每个DC断路器13、 14相关联的隔离 器(disconnector) 15、 16的串联连接iM目互连接。与一个中性母线相关 联的第一 DC断路器和隔离器之间的串联连接和与另一个中性母线相关 联的第一DC断路器和隔离器之间的串^i^接的中点17经由包括隔离器 的线18连接到部件19，部件19连接到从换流器站向电极站22延伸的两 个电极线20、 21,其功能将在以下进一步说明。DC中性设备10还包括 接地开关23,接地开关23经由包括隔离器的线连接到与每个中性母线11 、 12相关联的第一DC断路器和隔离器之间的点24、 24，。具有图2所示的该已知的DC中性设备的换流器站的功能如下。在假 定作为整流器工作的换流器站的双极操作期间，电流在负极性的极5中流到换流器9并经由中性母线12进一步流到中性母线11，在中性母线12 和中性母线11之间具有闭合的第一DC断路器13、 14和隔离器15、 16。 该电流进一步流经换流器8并按照箭头25流到HVDC传输线的具有正极 性的另一个极4。在该均衡的双极^Mt中，没有电流流过电极线20、 21。我们假定现在在极4的DC侧发生接地故障，图3示出换流器站特别 是其DC中性设备然后如何动作。然后换流器8的电流阀通过旁路对 (by-pass pairs)闭锁，这意味着串联连接的电流阀被触发，从而AC侧被 旁路，以保护所述AC系统6及与其连接的器件。这些旁路对将形成DC 极4和DC中性设备之间的低阻抗连接。用点示出了电流然后如何流到接 地故障26。然而，快速隔离接地故障26以维护另一个极5的工作是重要 的。线18的隔离器闭合以形成到电极线连接部件19和经由电极线20、 21到电极站22的电流路径。极5的DC电流现在被两个电流路径分配， 一个经由电极线到地， 一个经由另一个极4到接地故障。约一半的电流将 ^两个电流路径中的每一个。为了隔离接地故障，第一 DC断路器13 断开，从而所有电流经由电极线流到电极站。当DC断路器13断开时， 中性母线上的隔离器15以及极4上的隔离器27也断开以实现故障极4 的隔离。如果DC断路器13不能将通过其的电流降到零，即不能将该电流转 向到电极线，那么DC断路器13将重新闭合。然后接地开关23作为DC 断路器13的后备闭合，同时形成中性母线12和地之间的低阻抗连接。然 后健康极5的几乎所有电流都进入站的接地栅极(earth grid),从而 流过另一个极4的电流降到几乎零，使得然后隔离器15、 27可断开以实 现隔离。当极4被隔离时，接地开关23断开且所有电流将被转向到电极 线。然后换流器站和HVDC传输系统处于单极操作中，从而仍然可传递 双极操作中功率的一半。如果需要维持系统的单极操作，则尽快地， 一般 在一分钟内通过闭合根据箭头28将电流转向以进行金属回路，而不是通 过电极站的大地回路的隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流传输系统，该高压直流传输系统在双极高压直流传输线（３）的一端包括用于将所述传输线连接到交流系统（６）的换流器站（２），所述站包括两个换流器（８，９），每个所述换流器具有直流侧，该直流侧一方面连接到处于高电势的所述传输线的两个极（１０４，１０５）中对应的一个，另一方面连接到通过接地而处于零电势的直流中性设备（１０）的针对该极的中性母线（１１１，１１２），所述直流中性设备（１０）为所述换流器共用，并且每个所述换流器具有连接到所述交流系统的交流侧，所述直流中性设备具有连接到电极线（１９１－１９３）的部件，且所述设备设置有第一直流断路器，该第一直流断路器使得在该站的双极操作时从一个极的中性母线到另一个极的中性母线的第一电流路径（１３０）能够断开，以改变到所述站的单极操作，所述站还包括控制设备（２００），该控制设备（２００）被适配成通过控制所述第一直流断路器（１３１）断开所述两个母线（１１１，１１２）之间的所述第一电流路径并建立到所述电极线连接部件的电流路径以将电流从所述一个极转向所述电极线连接部件，来控制从双极到单极操作的所述改变，所述传输系统还包括电极站（１９０），用于在所述极中的一个极断开连接的换流器站的单极操作下电流从所述极中的另一个极的大地回路，所述电极站通过连接到所述连接部件的所述电极线连接到所述直流中性设备，所述高压直流传输系统的特征在于，所述直流中性设备包括用于每个所述电极线（１９１－１９３）的单独的所述电极线连接部件（１４２，１４３，１９４），以及用于将每个中性母线（１１１，１１２）连接到所述电极线连接部件中的任意电极线连接部件的装置，所述电极线（１９１－１９３）的尺寸被设计为能够在所述换流器站的单极操作时，在任意的电极线断开连接时通过其余的电极线向所述电极站（１９０）传输基本上全电流，即与在换流器站的双极操作时流过所述极的电流幅度相同的电流。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-1-18 60/759,5621.一种高压直流传输系统，该高压直流传输系统在双极高压直流传输线(3)的一端包括用于将所述传输线连接到交流系统(6)的换流器站(2)，所述站包括两个换流器(8，9)，每个所述换流器具有直流侧，该直流侧一方面连接到处于高电势的所述传输线的两个极(104，105)中对应的一个，另一方面连接到通过接地而处于零电势的直流中性设备(10)的针对该极的中性母线(111，112)，所述直流中性设备(10)为所述换流器共用，并且每个所述换流器具有连接到所述交流系统的交流侧，所述直流中性设备具有连接到电极线(191-193)的部件，且所述设备设置有第一直流断路器，该第一直流断路器使得在该站的双极操作时从一个极的中性母线到另一个极的中性母线的第一电流路径(130)能够断开，以改变到所述站的单极操作，所述站还包括控制设备(200)，该控制设备(200)被适配成通过控制所述第一直流断路器(131)断开所述两个母线(111，112)之间的所述第一电流路径并建立到所述电极线连接部件的电流路径以将电流从所述一个极转向所述电极线连接部件，来控制从双极到单极操作的所述改变，所述传输系统还包括电极站(190)，用于在所述极中的一个极断开连接的换流器站的单极操作下电流从所述极中的另一个极的大地回路，所述电极站通过连接到所述连接部件的所述电极线连接到所述直流中性设备，所述高压直流传输系统的特征在于，所述直流中性设备包括用于每个所述电极线(191-193)的单独的所述电极线连接部件(142，143，194)，以及用于将每个中性母线(111，112)连接到所述电极线连接部件中的任意电极线连接部件的装置，所述电极线(191-193)的尺寸被设计为能够在所述换流器站的单极操作时，在任意的电极线断开连接时通过其余的电极线向所述电极站(190)传输基本上全电流，即与在换流器站的双极操作时流过所述极的电流幅度相同的电流。2. 根据权利要求1所述的传输系统，其中，所述传输系统对于所述 直流中性设备具有两个所述电极线(191， 192)，每个所述电极线的尺寸被 设计为能够单独传输基本上所述全电流。3. 根据权利要求1所述的传输系统，其中，所述传输系统对于所述 直流中性设备具有至少三个所述电极线(191 -193)。4. 根据权利要求3所述的传输系统，其中，所述传输系统对于所述 直流中性设备具有三个所述电极线(191 -193)，每个所述电极线的尺寸被设计为能够传输基本上所述全电流的一半。5. 根据上述任一项权利要求所述的传输系统，其中，所述用于连接 的装置对于每个所述中性母线在第一线路(140， 141)中包括至少一个隔离 器(161， 162)和/或直流断路器，且在第二线路(150)中包括至少一个隔离器 (152， 153)和直流断路器(151),其中所述第一线路(140， 141)与包括所述第 一直流断路器的所述第 一 电流路径分离并将所述母...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔班阿斯特伦，乌尔夫拉德布兰特，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]