【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性交流输电，特别是涉及一种基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置。
技术介绍
1、随着社会经济的不断发展，人类对能源的需求量不断增大，而煤石油等化石能源为不可再生能源，随时间推移，储量会越来越少，且化石能源的大量应用，会对环境与气候产生不利影响。风电作为可再生的清洁能源，是未来能源的重要形式，且风电已在中国能源体系中占据重要地位。目前风力发电主要分为两种，一种为陆上风电，一种为海上风电。目前中国陆上风电的开发程度已较高，而海上风力资源丰富，推动海上风电发展，可缓解当前电力与环境保护之间的矛盾。
2、目前中国海上风电主要以近海交流输电为主，但随着近海资源开发趋近饱和，海上风电逐步走向远海，而随着输电距离的增加，交流输电受到线路无功和电网稳定性等因素的制约。远海风电可采用直流输电技术，但换流站增加了直流输电的成本，且局限于点对点输送，可靠性低。在上述背景下，低频输电技术通过将输电频率降低至20hz或50/3hz，降低线路充电无功和线路阻抗，从而提升了交流输电的输送距离，提高了海上风电并网的可靠性与稳定性。
3、然而，现有的柔性低频输电系统中存在过电压水平过高的问题，不利于柔性低频输电系统运行的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，解决了柔性低频输电系统过电压水平过高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于风电的柔性低频输电系统的过
4、所述柔性低频输电系统包括：依次串联连接的工频变压器、工频断路器、并联组合、低频断路器和低频变压器，所述并联组合包括多组并联连接的电抗器换流阀子模块，一个所述电抗器换流阀子模块包括串联的桥臂电抗器和换流阀；所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的工频侧或低频侧；
5、多个所述避雷器包括：第一避雷器、第二避雷器、第三避雷器、第四避雷器、第五避雷器和第六避雷器；所述第三避雷器和所述第四避雷器的数量与所述电抗器换流阀子模块的数量相等；
6、所述第一避雷器设置在所述工频变压器的一侧的工频线路上，所述第二避雷器设置在所述工频变压器的另一侧和所述工频断路器的一侧之间的工频线路上，一个所述第三避雷器与一个所述桥臂电抗器并联连接，一个所述第四避雷器设置在一个所述桥臂电抗器的另一侧与一个所述换流阀的一侧之间的工频线路或低频线路上，所述第五避雷器设置在所述低频断路器的一侧和所述低频变压器的一侧之间的低频线路上，所述第六避雷器设置在所述低频变压器的另一侧的低频线路上。
7、可选地，当所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的工频侧时，所述工频变压器的阀侧与所述工频断路器的一侧连接，所述工频断路器的另一侧分别与各所述桥臂电抗器的一侧连接，各所述桥臂电抗器的另一侧分别与对应的换流阀的工频侧连接，各所述换流阀的低频侧分别与所述低频断路器的一侧连接，所述低频断路器的另一侧与所述低频变压器的阀侧连接；
8、所述第一避雷器的一端与所述工频变压器的网侧连接，另一端接地；所述第一避雷器用于保护所述工频变压器和所述工频变压器的网侧设备；
9、所述第二避雷器的一端与所述工频变压器的阀侧和所述工频断路器的一侧之间的工频线路连接，另一端接地；所述第二避雷器用于保护所述工频变压器和所述工频变压器的阀侧设备；
10、所述第三避雷器并联于对应的桥臂电抗器的两端；所述第三避雷器用于保护对应的桥臂电抗器；
11、所述第四避雷器的一端与对应的桥臂电抗器的另一侧和对应的换流阀的工频侧之间的工频线路连接，另一端接地；所述第四避雷器用于保护对应的换流阀和对应的换流阀的工频侧设备；
12、所述第五避雷器的一端与所述低频断路器的一侧和所述低频变压器的阀侧之间的低频线路连接，另一端接地；所述第五避雷器用于保护所述低频变压器、所述低频变压器的阀侧设备和各所述换流阀；
13、所述第六避雷器的一端与所述低频变压器的线路侧的低频线路连接，另一端接地；所述第六避雷器用于保护所述低频变压器和所述低频变压器的线路侧设备。
14、可选地，当所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的低频侧时，所述工频变压器的阀侧与所述工频断路器的一侧连接，所述工频断路器的另一侧分别与各所述换流阀的工频侧连接，各所述换流阀的低频侧分别与对应的桥臂电抗器的一侧连接，各所述桥臂电抗器的另一侧分别与所述低频断路器的一侧连接，所述低频断路器的另一侧与所述低频变压器的阀侧连接；
15、所述第一避雷器的一端与所述工频变压器的网侧连接，另一端接地；所述第一避雷器用于保护所述工频变压器和所述工频变压器的网侧设备；
16、所述第二避雷器的一端与所述工频变压器的阀侧和所述工频断路器的一侧之间的工频线路连接，另一端接地；所述第二避雷器用于保护所述工频变压器、所述工频变压器的阀侧设备和各所述换流阀；
17、所述第三避雷器并联于对应的桥臂电抗器的两端；所述第三避雷器用于保护对应的桥臂电抗器；
18、所述第四避雷器的一端与对应的换流阀的低频侧和对应的桥臂电抗器的另一侧之间的低频线路连接，另一端接地；所述第四避雷器用于保护对应的换流阀和对应的换流阀的低频侧设备；
19、所述第五避雷器的一端与所述低频断路器的一侧和所述低频变压器的阀侧之间的低频线路连接，另一端接地；所述第五避雷器用于保护所述低频变压器和所述低频变压器的阀侧设备；
20、所述第六避雷器的一端与所述低频变压器的线路侧的低频线路连接，另一端接地；所述第六避雷器用于保护所述低频变压器和所述低频变压器的线路侧设备。
21、可选地，各所述避雷器均为无间隙金属氧化锌避雷器。
22、可选地，所述换流阀为模块化多电平全桥拓扑结构igbt换流阀。
23、可选地，所述低频线路为低频架空线或低频电缆线路。
24、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
25、本专利技术公开了一种基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，第一避雷器设置在工频变压器的一侧的低频线路上，第二避雷器设置在工频变压器的另一侧和工频断路器的一侧之间的低频线路上，一个第三避雷器与一个桥臂电抗器并联连接，一个第四避雷器设置在一个桥臂电抗器的另一侧与一个换流阀的一侧之间的工频线路或低频线路上，第五避雷器设置在低频断路器的一侧和低频变压器的一侧之间的低频线路上，第六避雷器设置在低频变压器的另一侧的低频线路上，当作用在避雷器上的电压达到其动作电压时，就会有电流流过避雷器，起到限制过电压的作用，电压降到避雷器动作以下，流过避雷器电流立即终止，不存在续流问题，从而解决了柔性低频输电系统过电压水平过高的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，包括：柔性低频输电系统和多个避雷器；
2.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，当所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的工频侧时，所述工频变压器的阀侧与所述工频断路器的一侧连接，所述工频断路器的另一侧分别与各所述桥臂电抗器的一侧连接，各所述桥臂电抗器的另一侧分别与对应的换流阀的工频侧连接，各所述换流阀的低频侧分别与所述低频断路器的一侧连接，所述低频断路器的另一侧与所述低频变压器的阀侧连接；
3.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，当所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的低频侧时，所述工频变压器的阀侧与所述工频断路器的一侧连接，所述工频断路器的另一侧分别与各所述换流阀的工频侧连接，各所述换流阀的低频侧分别与对应的桥臂电抗器的一侧连接，各所述桥臂电抗器的另一侧分别与所述低频断路器的一侧连接，所述低频断路器的另一侧与所述低频变压器的阀侧连接；
4.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在
5.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，所述换流阀为模块化多电平全桥拓扑结构IGBT换流阀。
6.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，所述低频线路为低频架空线或低频电缆线路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，包括：柔性低频输电系统和多个避雷器；
2.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，当所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的工频侧时，所述工频变压器的阀侧与所述工频断路器的一侧连接，所述工频断路器的另一侧分别与各所述桥臂电抗器的一侧连接，各所述桥臂电抗器的另一侧分别与对应的换流阀的工频侧连接，各所述换流阀的低频侧分别与所述低频断路器的一侧连接，所述低频断路器的另一侧与所述低频变压器的阀侧连接；
3.根据权利要求1所述的基于风电的柔性低频输电系统的过电压保护装置，其特征在于，当所述桥臂电抗器设置在对应的换流阀的低频侧时，所述工频变压器的阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹花茂，王士琪，鲁丰源，吴桐，苏红宾，王炜杰，吴晨阳，宋家辉，谢伟华，华夏，胡皓，卢文龙，顾凡旻，张旭光，陈磊，姚中原，白亮，张金旗，孙捷，朱天辰，张天怡，曲舒然，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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