一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法及系统，其包括：在并联的各避雷器与避雷器保护的电压节点之间分别串联电感；通过电感在操作电流冲击下的感应电压特性，补偿避雷器残压偏低柱的电压，实现多柱并联避雷器不同并联支路的电流和能量均衡。本发明专利技术能补偿避雷器残压偏低柱的电压，改善多柱并联避雷器的均流特性。本发明专利技术可以在多柱并联避雷器领域中应用。中应用。中应用。

【技术实现步骤摘要】
一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种多柱并联避雷器领域，特别是关于一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法及系统。

技术介绍

[0002]高压直流换流站过电压由外部或内部原因引起，其中流直系统内接地故障、短路以及控制故障产生的过电压可能会导致直流系统停运。避雷器由氧化锌阀片串联、并联而成，用于直接或间接保护换流站关键设备，限制其受到的过电压。当避雷器动作时，电流流过氧化锌阀片形成的电压称为残压，避雷器通过参数选型实现残压的限制来保护设备免受过电压的侵害。
[0003]高压直流换流站大部分避雷器在限制过电压时所吸收的能量较小，约10MJ左右，但部分避雷器如安装在中性母线的EM避雷器在直流系统运行于单极金属回线方式并发生直流系统内接地故障时所吸收的能量较大，
±
800kV及
±
1100kV特高压直流工程可达45MJ及75MJ。此时，主要受高能量吸收要求，以及换流站尺寸占地等其它限制，EM避雷器必须采用多柱内并联、多台外并联的结构。对于该类避雷器，虽然可以通过优化绝缘水平参数选型或修改控制策略减少避雷器吸收的能量，但其仍面临严峻的均流问题，必须控制冲击电流在各个氧化锌阀片柱间的分配。若分配不均，残压越低的阀片将流过更大的电流，大电流将加速其中一柱阀片的老化甚至击穿，在限制过电压时会造成能量分配不均匀，导致氧化锌阀片损坏。现场试验中，曾多次发生EM避雷器损坏事件。因此，研究多柱并联结构避雷器电流分布特性及均流方法是避雷器稳定运行的关键问题之一。r/>[0004]对多柱并联避雷器电流分布特性及均流方法的研究，主要集中于两个方面。一方面是研究均流测试方法和均流特性，如范围法、归一法等，并分析冲击电流大小、波形、阀片配比等因素对电流分布特性的影响。另一方面是研究阀片配比方法，提高避雷器各柱电流分配的均匀性。国内在解决多柱并联避雷器均流问题时，一般是先配组再测量。目前配组方法也较多，有“直流电压筛选法”、“伏安特性配组法”、“组合中寻最优法”、“大小搭配细调法”等。但在实际阀片配比中，需同时控制U1mA和残压的不均匀偏差较小，才能保证避雷器的电流分布不均匀系数在标准规定的范围内。因此，在无较好的均流方法情况下，多柱并联避雷器在生产时都面临在大量电阻片的基础上仅能制造出少量避雷器的问题，导致电阻片利用率较低、成本较高。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法及系统，其能补偿避雷器残压偏低柱的电压，改善多柱并联避雷器的均流特性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法，其包括：在并联的各避雷器与避雷器保护的电压节点之间分别串联电感；通过电感在操作电流冲击下的感应电压特性，补偿避雷器残压偏低柱的电压，实现多柱并联避雷器
不同并联支路的电流和能量均衡。
[0007]进一步，所述多柱并联的避雷器均采用氧化锌避雷器。
[0008]进一步，所述避雷器保护的电压节点为系统故障时会有大量能量流入避雷器的节点。
[0009]一种串联电感的多柱并联避雷器均流系统，其包括：多柱并联的避雷器；均流电抗器装置，串联在所述多柱并联的避雷器和避雷器保护的电压节点之间，由所述均流电抗器装置耐受所述避雷器保护的电压节点的持续运行电压峰值及暂态过电压。
[0010]进一步，所述均流电抗器装置为电感。
[0011]进一步，所述多柱并联的避雷器均采用氧化锌避雷器。
[0012]进一步，所述避雷器保护的电压节点为系统故障时会有大量能量流入避雷器的节点。
[0013]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0014]1、本专利技术在现有特高压直流换流站多柱并联避雷器上串联均流电抗器装置，有效减少了多柱并联避雷器的电流不均匀性，可简化避雷器本体生产时的配组流程，提升电阻片利用率、降低生产成本，同时降低了避雷器在运行过程中的故障率，提高了直流系统的可靠性和经济性。
[0015]2、本专利技术将一个电感串联在多柱并联避雷器本体和受避雷器保护的电压节点之间，利用电感在操作电流冲击下的感应电压特性，补偿避雷器残压偏低柱的电压，改善了多柱并联避雷器的均流特性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一实施例中串联电感的多柱并联避雷器均流方法示意图；
[0017]图2是本专利技术一实施例中PSCAD系统模型过电压仿真的多柱并联避雷器部分拓扑示意图；
[0018]图3是本专利技术一实施例中2柱均匀的并联避雷器不串联电感时的电压、电流和能量波形图；
[0019]图4是本专利技术一实施例中2柱不均匀的并联避雷器不串联电感时的电压、电流和能量波形图；
[0020]图5是本专利技术一实施例中2柱均匀的并联避雷器串联电感时的电压、电流和能量波形图；
[0021]图6是本专利技术一实施例中2柱不均匀的并联避雷器串联电感时的电压、电流和能量波形图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0024]本专利技术提供的串联电感的多柱并联避雷器均流方法及系统，其包括：在多柱并联避雷器及其保护的电压节点之间串联电感，通过电感在操作电流冲击下的感应电压特性，补偿避雷器残压偏低柱的电压，实现多柱并联避雷器不同并联支路的电流和能量均衡。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，提供一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法。本实施例中，如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0026]1)在并联的各避雷器与避雷器保护的电压节点之间分别串联电感；
[0027]2)通过电感在操作电流冲击下的感应电压特性，补偿避雷器残压偏低柱的电压，实现多柱并联避雷器不同并联支路的电流和能量均衡。
[0028]在一个优选的实施例中，多柱并联的避雷器均采用氧化锌避雷器。
[0029]上述步骤1)中，避雷器保护的电压节点为系统故障时会有大量能量流入避雷器的节点，包括特高压直流换流站中性母线等电压节点位置。
[0030]上述步骤1)中，串联电感的电感值、绝缘水平参数通过对搭建含避雷器的PSCAD系统(电力监控系统)模型过电压仿真确定。
[0031]在本实施例中，如图2所示，含避雷器的PSCAD系统模型中，避雷器为两柱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联电感的多柱并联避雷器均流方法，其特征在于，包括：在并联的各避雷器与避雷器保护的电压节点之间分别串联电感；通过电感在操作电流冲击下的感应电压特性，补偿避雷器残压偏低柱的电压，实现多柱并联避雷器不同并联支路的电流和能量均衡。2.如权利要求1所述串联电感的多柱并联避雷器均流方法，其特征在于，所述多柱并联的避雷器均采用氧化锌避雷器。3.如权利要求1所述串联电感的多柱并联避雷器均流方法，其特征在于，所述避雷器保护的电压节点为系统故障时会有大量能量流入避雷器的节点。4.一种串联电感的多柱并联避雷器均流系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉璇，黄曹炜，张和，蔡巍，胡应宏，张晶晶，邹格，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：