[发明专利]一种基于换流站的直流转换开关电路与直流输电系统

说明书

本发明公开了一种基于换流站的直流转换开关电路和直流输电系统，所述直流转换开关电路包括第一金属回线转换开关电路和第一大地回线转换开关电路，所述直流转换开关电路包括第二金属回线转换开关电路和第二大地回线转换开关电路，当直流输电系统在进行大地回路转金属回路时，通过在所述第一金属回线转换开关电路设置第一限流电阻；当直流输电系统在进行金属回路转大地回路时，通过在所述第二大地回线转换开关电路设置第二限流电阻；能够有效地降低转换开关中避雷器吸收的能量，使直流输电系统在进行大地回路转金属回路或者金属回路转大地回路时更加顺利。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种基于换流站的直流转换开关电路与直流输电系统。

背景技术

在直流输电系统中，为实现单极大地运行和单极金属运行方式的转换，需设置金属回线转换开关MRTB(metallic return transfer breaker)和大地回线转换开关ERTB(earth return transfer breaker)。金属回线转换开关MRTB装设于接地极线回路中，在不停运的情况下，将直流电流从单极大地回线转换到单极金属回线(断开大地回线中直流电流)，以保证转换过程中不中断直流功率的输送。大地回线转换开关ERTB装设于接地极线和极线之间，在不停运的情况下，将直流电流从单极金属回线转换到单极大地回线(断开金属回线中直流电流)。

在两端直流输电系统中，一般至少一个换流站设置MRTB和ERTB。在多端直流输电系统中，一般会有多个换流站设置MRTB和ERTB。在大容量高压直流输电系统中，金属回线转换开关中的振荡回路和避雷器吸收能量较大，大功率转换时避雷器吸收能量要求可达几十MJ，一般采用多柱并联结构，外部并联及内部并联总柱数可多达几十至几百柱，但对避雷器阀片质量控制和柱间分流均匀性提出了极高的要求，多柱并联避雷器极易在直流转换中发生避雷器故障导致运行方式转换失败，进而可能引起直流停运，目前国内多个直流工程都曾因直流转换开关多柱并联避雷器故障引发过运行方式转换失败。此外，由于避雷器柱数众多，避雷器占地较大，造价也较高。

在直流输电系统进行大地转金属或者金属转大地转换过程中，当直流转换电流越大时，避雷器吸收能量越大，越不利于系统顺利转换，当直流转换电流越小时，避雷器吸收能量越小，越利于系统顺利转换。故为了让系统在进行大地转金属或者金属转大地转换过程中更加顺利，可通过降低直流转换电流以使得降低避雷器吸收的能量的方式来改善避雷器运行条件和系统转换条件，虽然现有技术方案中可通过降低系统转换时的输送功率的方式实现直流转换电流降低的效果，但该种方式会降低直流输电系统的可用率以及增加直流输电系统的功率损失，无法真正地解决直流输电系统在大功率运行状态进行大地回路转金属回路或者金属回路转大地回路时，避雷器吸收能量过大，导致避雷器容易发生故障这个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于换流站的直流转换开关电路，当直流输电系统在进行大地回路转金属回路或者金属回路转大地回路时，能够有效地降低转换开关中避雷器吸收的能量，使直流输电系统在进行大地回路转金属回路或者金属回路转大地回路时更加顺利。

为解决以上技术问题，本发明实施例提供了一种基于换流站的直流转换开关电路，所述直流转换开关电路包括：第一金属回线转换开关电路和第一大地回线转换开关电路；其中，所述第一金属回线转换开关电路的输入端通过中性母线与所述第一大地回线转换开关电路的输入端连接，所述第一金属回线转换开关电路的输出端与接地极线相连接；所述第一大地回线转换开关电路的输出端与金属回线相连接；所述第一金属回线转换开关电路包括第一限流电阻、第一转换开关、第一LC振荡回路和第一避雷器；其中，所述第一转换开关的第一端与所述第一金属回线转换开关电路的输入端相连接，所述第一转换开关的第二端与所述第一金属回线转换开关电路的输出端相连接，所述第一LC振荡回路的输入端与所述第一转换开关的第一端相连接，所述第一LC振荡回路的输出端与所述第一转换开关的第二端相连接，所述第一避雷器的第一端与所述第一转换开关的第一端相连接，所述第一避雷器的第二端与所述第一限流电阻的第一端相连接，所述第一限流电阻的第二端与所述第一转换开关的第二端相连接。