[发明专利]特高压模块化多电平柔性直流输电中点接地方法

权利要求书

1.一种特高压模块化多电平柔性直流输电中点接地方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(1)、Yny接线的变压器增加平衡绕组；

步骤(2)、平衡绕组容量和电压等级计算；

步骤(3)、中性点接地电阻参数设计。

2.根据权利要求1所述的特高压模块化多电平柔性直流输电中点接地方法，其特征在于：步骤(1)所述的Yny接线的变压器增加平衡绕组是：增加一个三角形连接的第三绕组作为平衡绕组，使三次谐波电流在三角形连接的第三绕组中流动，该第三绕组的零序阻抗较小，因此损耗较小；

变压器的零序励磁电抗与变压器的铁芯结构密切相关；对于三个单相的组式和三相四柱式或三相五柱式，零序磁通的路径能在铁芯中形成回路，磁阻很小，零序励磁阻抗很大，在短路计算中可以当做X_m(0)≈∞，即忽略励磁电流，把励磁直路断开；

不对称短路时，零序电压或电势是施加在相线和大地之间的，只有中性点接地的星形接法(YN)绕组才能与外电路接通；由于三角形接法的绕组漏抗与励磁支路并联，不管何种铁芯结构的变压器，励磁电抗总比漏抗大，因此在短路计算中，当变压器有三角形接法绕组时，取X_m(0)≈∞；

对于不接地一端换流站的变压器，由于为Yny接线，而零序励磁阻抗X_m(0)变压器对电网呈现高阻状态；系统的零序分量，包含三次谐波分量，经过励磁阻抗流通，造成零序谐波损耗，大大增加了变压器的铁损(空载损耗、励磁损耗)；为了改进该种接法，增加一个三角形连接的第三绕组，形成系统零序等值；

由于零序励磁阻抗相对于变压器第三绕组来说非常大，取X_m(0)≈∞，系统的零序分量不经过励磁阻抗，不存在增加变压器铁损的问题。

3.根据权利要求1所述的特高压模块化多电平柔性直流输电中点接地方法，其特征在于：步骤(2)所述的平衡绕组容量和电压等级计算是：第三绕组做为平衡绕组时，容量仍然由变压器设计中的机械应力决定，为额定容量的三分之一，最终的第三绕组容量根据绕组电动力的要求确定；对电压等级没有要求。

4.根据权利要求1所述的特高压模块化多电平柔性直流输电中点接地方法，其特征在于：步骤(3)所述的中性点接地电阻参数设计是：

在进行中性点电阻参数设计时，需要考虑零序电流和直流偏磁电流的大小；

(1)零序电流

系统的零序等值电路，变压器网侧单相接地故障时，由于直流母线对地阻抗无穷大，换流器交流出口有较大的零序分量；变压器阀侧发生单相接地故障时，由于零序电压源位于阀侧，因此阀侧有零序电压和零序直流分量，直流电压也有零序波动；

(2)直流电流

柔性直流输电系统的直流等值电路中，X_L为桥臂电抗器等值阻抗；X_B为线路等值阻抗；

稳态时，由于控制系统的控制误差及不可控因素的作用，直流正负极可能存在较小的不对称，假设该不对称电压为15kV、变压器能承受的最大直流偏磁电流为3A，每相，则要求中性点接地电阻的取值范围为：

设暂态每相阀值为20A，则接地电阻的取值范围是：

可提高中性点电阻值；为了降低直流单极接地故障下变压器中的直流偏磁电流，提高中性点电阻至10kΩ，可将变压器暂态直流偏磁电流降低至：