[发明专利]含自愈功能的特高压直流换流站分层接入交流电网电气主接线

说明书

本发明公开了一种含自愈功能的特高压直流换流站分层接入交流电网电气主接线，2组以上的断路器分别装设在首端电压等级相同且交流送出电压等级不同的变压器首端，该2组以上的断路器称为变压器首端断路器；1组以上由断路器、隔离开关组成的自愈回路；由2组以上的变压器首端断路器和1组自愈回路构成自愈模块实现整个装置的自愈功能；1组以上的自愈回路跨接在2台首端电压等级相同且交流送出电压等级不同的变压器首端之间。本发明通过在直流输电分层接入系统加入自愈模块，从而具有自愈功能，在正常运行及直流失电等故障方式下，维持换流站内交流部分的连通和运行，使换流站外部所连接的两种交流电网仍可通过换流站的交流部分形成一个环网运行，结合系统对交流电源出力规模的调整，保证两种交流电网的相互连通和支援互供。

技术领域

本发明涉及一种交流电网电气接线，特别是一种含自愈功能的特高压直流换流站分层接入交流电网电气主接线。

背景技术

我国大部分煤、水、风、太阳能等资源分布在西部；而70%以上的能源需求却集中在东中部，目前正通过建设长距离、大容量、低损耗的特高压直流输电网络，输送至东部负荷中心，替代东部部分火电，实现能源在全国范围的合理配置，并减少排放。目前直流换流站在接受西部大型电源直流来电后，主要采用单层接入交流电网方式，即：通过电网换相换流器等高压直流输电技术，将直流逆变为单一电压等级的交流，再接入当地的交流电网，并减少或者关停当地电源（以火电为主）的出力。针对特高压变电站占地面积较大，而落点区域土地资源紧张，对变电站的集约利用提出了更高的要求。为同时满足两种不同电压的交流电力送出需要，要求一座直流换流站同时逆变出两种交流电压，即目前正开展研究的直流换流站双层接入交流电网方式。具体原理为：特高压直流高端换流变、低端换流变分别接入两种不同电压等级的交流电网，交流滤波器和无功补偿装置也分别接入两种不同电压的交流母线。直流采用分层接入方式，相当于将其分为2个直流，再经换流母线分层接入不同电压等级的交流母线，并进而接入当地交流电网。现有的直流换流站分层接入交流电网电气主接线详见图1，外部直流来电送入换流站后，同时逆变成两种交流电压U1、U2，接入当地两种不同电压等级的交流电网（电压分别为U1、U2）、并为之供电；在直流失电情况下，交流送出单元仅分别与U1、U2交流电网保留物理关系上的连接，由于交流部分相互之间没有联系，因此无法相互转送电，相当于直流换流站全站停运，两个交流电网各自独立运行，失去相互联系和支援的能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种在直流失电的情况下，使两种电压等级的交流电网实现电气联系，从而维持换流站内交流部分的电气连通和持续运行，实现交流电气通道的自愈，使换流站外部所连接的两种交流电网仍可通过换流站的交流部分形成一个环网运行，保证两种交流电网的相互连通和支援互供的含自愈功能的特高压直流换流站分层接入交流电网电气主接线。

一种含自愈功能的特高压直流换流站分层接入交流电网电气主接线，包括有直流逆流部分及交流送出部分，其特征在于：包括有2组以上的断路器，2组以上的断路器分别装设在首端电压等级相同且交流送出电压等级不同的变压器首端，该2组以上的断路器称为变压器首端断路器； 1组以上由断路器、隔离开关组成的自愈回路；由2组以上的变压器首端断路器和1组自愈回路构成自愈模块实现整个装置的自愈功能；1组以上的自愈回路跨接在2台首端电压等级相同且交流送出电压等级不同的变压器首端之间；

所述的变压器首端断路器：其根据交流变压器首端电压等级及载流量进行设备的选择；正常运行方式下闭合运行，负责将逆变后的交流电送至交流变压器首端；直流失电方式下，负责将直流整流部分与交流送出部分切断联系，实现直流部分与交流部分二者之间的电气隔离；

所述的自愈回路：根据所跨接的电压等级及载流量进行断路器、隔离开关设备选择；正常运行方式下，自愈回路开断不运行；直流失电方式下，负责将首端电压等级相同且送出电压等级不同的2台变压器首端连接，实现不同电压等级的交流通道之间的电气连通；