[发明专利]用于柔性直流输电系统直流侧过电压保护装置及保护方法

权利要求书

1.一种用于柔性直流输电系统直流侧过电压保护装置，所述保护装置包含在柔性直流换流站（1），包括在交流线路I（4）与直流线路（8）间切换的柔性直流换流阀（5），所述交流线路I（4）与交流线路II（2）之间设有换流变压器（3），所述换流变压器（3）在交流线路I（4）阀侧为星型连接，其中性点通过电阻（6）接地；所述换流变压器（3）在交流线路II（2）网侧为三角型或星型连接；

其特征在于，所述保护装置（7）并联在直流线路（8）的正、负极，用于在在交流线路I（4）或直流线路（8）发生故障导致直流线路（8）过电压或当阀基控制器检测到直流线路（8）任一极发生短路故障时，进行动作引开故障电流，抑制直流线路（8）过电压水平，保护换流阀阀体（9）。

2.如权利要求1所述的直流侧过电压保护装置，其特征在于，所述保护装置（7）采用如火花间隙的快速导通元件；所述火花间隙接地。

3.如权利要求1所述的直流侧过电压保护装置，其特征在于，所述换流阀（5）为三相六桥臂结构；每个桥臂均由换流阀阀体（9）组成；所述换流阀阀体（9）采用半导体开关元件实现，包括可关断的半导体器件以及与其反并联的二极管。

4.一种用于柔性直流输电系统直流侧过电压保护方法，其特征在于，所述方法用的保护装置（7）并联于直流线路（8）的正、负极；所述方法包括下述步骤：

A、检测直流线路是否发生故障，所述故障包括交流线路I（4）单相接地故障、直流线路（8）单极接地短路故障和双极短路故障；

B、当发生交流线路I（4）单相接地故障或直流线路单极接地故障时，火花间隙两端电压升高至击穿电压，击穿火花间隙；

或当火花间隙的控制装置检测到直流线路双极短路故障时，所述控制装置向续流间隙发送触发命令，强制触发续流间隙，将火花间隙击穿；

火花间隙击穿后将故障电流引至大地；

C、火花间隙击穿后，向火花间隙的控制装置发送返回状态信息，并向换流阀（5）下发闭锁信号，实现保护换流阀阀体（9）。

5.根据权利要求1所述的直流侧过电压保护方法，其特征在于，所述步骤A中，检测到直流线路电压过压的保护方法为：直流线路电压超过预先设定值，且持续时间也达到预先设定值，则保护装置（7）导通，同时阀基控制器闭锁柔性直流换流阀（5）的触发脉冲。

6.根据权利要求1所述的直流侧过电压保护方法，其特征在于，预设的自击穿电压大小在直流线路电压未过压时未被击穿，在直流线路电压过压时被击穿，其自击穿电压大小为通过理论计算、计算机仿真或试验确定。

7.根据权利要求1所述的直流侧过电压保护方法，其特征在于，击穿时放电电流大小为通过理论计算、计算机仿真或试验确定。

8.根据权利要求1所述的直流侧过电压保护方法，其特征在于，击穿时吸收能量大小通过理论计算、计算机仿真或试验确定。