一种实现母线及线路故障隔离的多端口混合式直流断路器制造技术

本发明专利技术涉及一种实现母线及线路故障隔离的多端口混合式直流断路器，所述多端口混合式直流断路器的拓扑结构包括：n个负载转移开关；n个快速隔离开关；n个剩余电流开关；n个限流电抗器；1个主断开关；n个能量泄放支路；n个晶闸管支路；所述n个负载转移开关和快速隔离开关构成n条线路的通流支路；所述能量泄放支路由反并联的晶闸管及能量泄放电阻R

【技术实现步骤摘要】
一种实现母线及线路故障隔离的多端口混合式直流断路器


[0001]本专利技术属于柔性直流电网保护与控制
，具体涉及一种实现母线及线路故障隔离的多端口混合式直流断路器。

技术介绍

[0002]随着化石能源的大量使用，环境污染以及能源短缺的问题愈发严重。为此，世界各国在能源战略上开始了从传统能源向可再生清洁能源的过渡。近年来，风电、光伏等可再生清洁能源大规模并入电网。基于模块化多电平换流器(modular multilevel converters，MMC)的柔性直流输电技术具有无功功率与有功功率解耦控制、谐波含量低的优势，是大规模可再生能源消纳和并网的有效手段之一。
[0003]随着可再生能源大规模并入电网，柔性直流系统不断拓展，朝着多端柔性直流系统的趋势发展。在多端柔性直流系统中，直流母线连接多条直流线路。当直流线路发生短路故障时，配置在直流线路上的双端口混合式直流断路器快速动作从而实现故障隔离。
[0004]但是，由于双端口混合式直流断路器只有一进一出两个端口，因此只能实现一条线路的故障隔离。考虑到双端口混合式直流断路器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现母线及线路故障隔离的多端口混合式直流断路器，其特征在于：所述多端口混合式直流断路器的拓扑结构包括：n个负载转移开关，包括n个并联连接的LCS；n个快速隔离开关，包括n个并联连接的UFD；n个剩余电流开关，包括n个并联连接的RCB，用于在故障电流下降为零后，实现换流站与故障线路的物理隔离；n个限流电抗器，包括n个并联连接的L
dc
；1个主断开关MB，用于实现故障的初步隔离；n个能量泄放支路；n个晶闸管支路，用于选择故障电流的流通路径；所述n个负载转移开关和快速隔离开关构成n条线路的通流支路，用于导通负荷电流；所述能量泄放支路由反并联的晶闸管及能量泄放电阻R
c
组成，用于泄放限流电抗器中的能量。2.根据权利要求1所述实现母线及线路故障隔离的多端口混合式直流断路器，其特征在于：所述多端口混合式直流断路器安装入
±
500kV的三端柔性直流输电系统，当系统正常运行时，LCS1‑
LCS
n
、UFD1‑
UFD
n
和RCB1‑
RCB
n
处于闭合状态，其余器件均处于打开状态，各条线路通过LCS
‑
UFD
‑
RCB进行功率传输，当系统发生故障时，所述多端口混合式直流断路器实现故障隔离的工作过程为：1)线路故障假设在t0时刻，多端口混合式直流断路器的P1端口处发生接地故障F1，经故障检测时间Δt0延时，保护装置在t1时刻检测到故障，t0‑
t1期间，各端口电流i
pj
(j＝1,2
…
n)不断上升，i
pj
可以被求解为：假设在正常运行时端口1的电流i
p1
为i
pre1
，那么在t0‑
t1期间，电流i
p1
为：其中：式中，L
ti
为架空线路的等效电感，L
l
为端口P1到故障点的线路电感；保护装置检测到故障后，立刻导通MB和晶闸管T
d1
同时关闭LCS1，故障电流开始流向MB，经Δt1换流延时，流经LCS1的故障电流在t2时刻下降为零，此时，控制UFD1开始分闸，经Δt2UFD分闸延时，UFD1在t3时刻达到额定开距离，完成分闸操作；t1‑
t3期间，系统的等效电路与t0‑
t1期间的系统等效电路一致，在t1‑
t3期间各端口电流i
pj
(j＝1,2
…
n)仍然满足式(1)
‑
式(3)；在UFD成功分闸之后，在t4时刻，打开MB的同时导通晶闸管T
a1
，然后，故障电流流入MOV中，MOV开始泄放故障电流中储存的能量，由于晶闸管T
a1
的导通，限流电抗器L
dc1
中的能量主要被能量泄放电阻R
c
所泄放，经Δt3能量泄放延时，端口P1的故障电流在t5下降为零，实现了故障隔离，t4‑
t5期间，满足以下式子：其中：i
p1
(t4)可以由式(3)求得，U
MOV
为MOV的动作电压为U
dc
的1.4
‑
2倍，i
Ta1
流过晶闸管T
a1
的电流，端口1的故障电流i
p1
以及流过晶闸管T
a1
的电流i
Ta1
可以表示为：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓龙，周宁，李永丽，李斌，李博通，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：