一種利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)中，利用換流閥投旁通對實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電系統(tǒng)有多種運行方式，包括雙極運行，單極大地回線運行，單極金屬回線運行。當(dāng)直流某一極進行檢修或發(fā)生故障時，另一極就可以通過單極大地回線運行方式繼續(xù)運行，這大大提高了直流輸電系統(tǒng)的可靠性。但長期的大地回線運行存在以下缺點:
[0003]I)直流電流經(jīng)交流系統(tǒng)變壓器中性點流入變壓器，使變壓器產(chǎn)生直流偏磁，嚴重影響變壓器的正常運行。
[0004]2)過大的入地電流將對沿途的金屬構(gòu)件、管道等產(chǎn)生腐蝕作用。
[0005]3)過大的入地電流將對接地極附近的生態(tài)環(huán)境造成影響，
[0006]所以，為了降低因故障造成的單極大地回線方式運行時間，減小對系統(tǒng)及生態(tài)的影響，故障情況下，單極大地回線自動轉(zhuǎn)單極金屬回線運行方式在直流輸電系統(tǒng)中是非常重要的。同時在無接地極或接地極不可用的情況下，當(dāng)發(fā)生單極閉鎖時，則必須快速完成單極大地回線到單極金屬回線的轉(zhuǎn)換。
[0007]現(xiàn)有的大地轉(zhuǎn)金屬方案需要利用金屬回線用隔離開關(guān)來構(gòu)成電流通路，由于隔離開關(guān)的動作速度慢，合閘與分閘時間均為秒級，難以實現(xiàn)大地回線與金屬回線的快速轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換的過程中，將有較大的入地電流，對周圍電力設(shè)備以及接地極附近的生態(tài)環(huán)境造成不良的影響。在無接地極或接地極不可用的情況下，如果無法實現(xiàn)大地回線到金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，將造成雙極閉鎖，降低系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對直流輸電工程中發(fā)生單極停運時，需要實現(xiàn)大地回線到金屬回線的轉(zhuǎn)換這一問題，提供了一種直流輸電系統(tǒng)中，利用換流閥投旁通對實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，以提高直流輸電工程的系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，減小入地電流對周圍電力設(shè)備及生態(tài)環(huán)境的影響。
[0009]本發(fā)明提供一種利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，應(yīng)用于直流輸電系統(tǒng)，所述直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的兩端或兩端以上的換流站，每個換流站直流側(cè)包含高速中性母線開關(guān)，金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器，金屬回路用隔離開關(guān)，金屬回路開關(guān)和換流閥等；其中，在大地回線與金屬回線快速轉(zhuǎn)換過程包括以下步驟:
[0010]SI，送端和受端的所述換流閥投旁通對，以使得一路電流流經(jīng)接地極線路，另一路電流通過所述換流閥流經(jīng)直流極線；
[0011]S2，斷開所述金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器，以使得電流僅經(jīng)直流極線；
[0012]S3，閉合閉鎖極的所述金屬回路用隔離開關(guān)，且閉合送端的所述金屬回路開關(guān)，以使得電流經(jīng)過閉鎖極的所述金屬回路用隔離開關(guān)和送端的所述金屬回路開關(guān)之后，再流向直流極線；
[0013]S4，所述換流閥閉鎖。
[0014]進一步的，在SI之前，進一步存在以下步驟:S01，當(dāng)因故障或檢修發(fā)生單極閉鎖后，需判斷是否允許進行大地回線與金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，若允許，則進入快速轉(zhuǎn)換流程。
[0015]進一步的，在SI之前，進一步存在以下步驟:S02，斷開送端和受端的換流變進線斷路器。
[0016]進一步的，所述直流輸電系統(tǒng)為高壓直流輸電系統(tǒng)。
[0017]本發(fā)明的方法兼顧高壓直流輸電系統(tǒng)的特點，借助高壓直流輸電原有的換流閥投旁通對功能，通過簡單的操作步驟，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)方法中采用金屬回路用隔離開關(guān)完成的大地回線到金屬回線的轉(zhuǎn)換功能，同時提高了轉(zhuǎn)換速度，大大地減小了直流電流入地時間，減小了對周圍設(shè)備影響。并且無需增加設(shè)備投入。
[0018]本發(fā)明利用已有的換流閥投旁通對功能，可在不增加設(shè)備投資的前提下進行快速大地轉(zhuǎn)金屬方式運行，可以大大減少直流電流入地的時間，減小對周圍設(shè)施的影響。同時在無接地極或接地極不可用的情況下，可提高系統(tǒng)的可靠性，減少雙極閉鎖的概率，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的操作流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的直流輸電系統(tǒng)的單極故障閉鎖后電流通路示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的直流輸電系統(tǒng)的兩站換流閥投旁通對后電流通路示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的直流輸電系統(tǒng)的金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器斷開后電流通路示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的直流輸電系統(tǒng)的最終電流通路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結(jié)合附圖及具體實施，對本發(fā)明提出的一種高壓直流輸電系統(tǒng)中利用換流閥投旁通對實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法進行詳細說明。
[0025]本實施例是針對單十二脈動高壓直流輸電系統(tǒng)，該直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的兩端及兩端以上的換流站，每個換流站直流側(cè)包含中性母線開關(guān)HSNBS、金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器MRTB、金屬回路用隔離開關(guān)、金屬回路開關(guān)MRS和換流閥BPS等。
[0026]為了實現(xiàn)大地回線到金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，本發(fā)明的直流輸電系統(tǒng)采用以下步驟:
[0027]SOI,當(dāng)因故障或檢修發(fā)生單極閉鎖(本實施例之中為極I閉鎖，即極I為閉鎖極)后，直流電流依序經(jīng)過中性母線開關(guān)HSNBS、金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器MRTB以及接地極線路(接地極線路即是大地回線)，最后入地，如圖2所示；此時，需判斷是否允許進行大地回線與金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，若允許，則進入快速轉(zhuǎn)換流程；
[0028]S02，斷開送端和受端的換流變進線斷路器(未圖示)，此時需要保證站間通訊正常，若無通信，則需要根據(jù)電氣量判斷，這樣，快速性比較難保證；
[0029]SI，送端和受端的所述換流閥BPS投旁通對，以使得一路電流流經(jīng)接地極線路，另一路電流通過極I的所述換流閥BPS流經(jīng)直流極線(直流極線即是金屬回線，在附圖之中簡單標(biāo)注為“極線”);換而言之，直流電流在接地極線路和直流極線之間進行重新分配，如圖3所示；
[0030]S2，斷開所述金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器MRTB，以使得電流僅經(jīng)直流極線；換而言之，待電流重新分配后，直流電流依序經(jīng)極I的中性母線開關(guān)HSNBS，極I的換流閥BPS流向極I的直流極線，完成大地回線到金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，如圖4所示；
[0031]S3，閉合極I的所述金屬回路用隔離開關(guān)，且閉合送端的所述金屬回路開關(guān)MRS，以使得電流經(jīng)過閉鎖極的所述金屬回路用隔離開關(guān)和送端的所述金屬回路開關(guān)MRS之后，再流向直流極線；
[0032]S4，所述換流閥閉鎖，此時，直流電流依序經(jīng)中性母線開關(guān)HSNBS、金屬回路開關(guān)MRS以及閉鎖極金屬回路用隔離開關(guān)流向閉鎖極直流極線。應(yīng)當(dāng)理解的是，此時，還需斷開換流閥、金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器的隔離開關(guān)。至此，大地回線到金屬回線的轉(zhuǎn)換全部完成，如圖5所示。
[0033]如果在其他實施例之中，極2為閉鎖極，大地回線與金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法類似，為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所能依據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)精神進行類推。
[0034]本發(fā)明兼顧高壓直流輸電系統(tǒng)的特點，借助高壓直流輸電已有的換流閥投旁通對功能，通過簡單的操作步驟，實現(xiàn)大地回線到金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，大大減小直流電流入地時間。本發(fā)明利用已有的換流閥，可在不增加設(shè)備投資的前提下，進行快速大地轉(zhuǎn)金屬方式運行，可以大大減少直流電流入地的時間，減小對周圍設(shè)施的影響。同時在無接地極或接地極不可用的情況下，可提高系統(tǒng)的可靠性，減少雙極閉鎖的概率，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0035]至此，本發(fā)明提出的一種高壓直流輸電系統(tǒng)中利用換流閥投旁通對實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法的任務(wù)全部完成。
【主權(quán)項】
1.一種利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，應(yīng)用于直流輸電系統(tǒng)，所述直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的兩端或兩端以上的換流站，其特征在于: 每個換流站直流側(cè)包含高速中性母線開關(guān)，金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器，金屬回路用隔離開關(guān)，金屬回路開關(guān)和換流閥等；其中，在大地回線與金屬回線快速轉(zhuǎn)換過程包括以下步驟:SI，送端和受端的所述換流閥投旁通對，以使得一路電流流經(jīng)接地極線路，另一路電流通過所述換流閥流經(jīng)直流極線； S2，斷開所述金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器，以使得電流僅經(jīng)直流極線； S3，閉合閉鎖極的所述金屬回路用隔離開關(guān)，且閉合送端的所述金屬回路開關(guān)，以使得電流經(jīng)過閉鎖極的所述金屬回路用隔離開關(guān)和送端的所述金屬回路開關(guān)之后，再流向直流極線； S4，所述換流閥閉鎖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，在SI之前，進一步存在以下步驟:S01，當(dāng)因故障或檢修發(fā)生單極閉鎖后，需判斷是否允許進行大地回線與金屬回線的快速轉(zhuǎn)換，若允許，則進入快速轉(zhuǎn)換流程。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，在SI之前，進一步存在以下步驟:S02，斷開送端和受端的換流變進線斷路器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用換流閥實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，所述直流輸電系統(tǒng)為高壓直流輸電系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用換流閥投旁通對實現(xiàn)大地回線金屬回線快速轉(zhuǎn)換的方法，借助換流閥投旁通對的功能特性，利用換流閥開斷時間短的特點，在大地回線轉(zhuǎn)金屬回線操作過程中，先控制換流閥投旁通對，實現(xiàn)大地回線和金屬回線之間的快速切換。
【IPC分類】H02J3/36, H02H7/26
【公開號】CN105048426
【申請?zhí)枴緾N201510513072
【發(fā)明人】趙曉斌, 黃瑩, 黎小林, 李凌飛, 李歡
【申請人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月20日