[发明专利]双极柔性直流电网极线电气主接线系统及在线检修方法

说明书

本发明涉及一种双极柔性直流电网极线电气主接线系统及在线检修方法，其包括从交流侧到极线的电气主接线电路，交流侧输电线一端经交流侧穿墙套管与从交流侧到极线的电气主接线电路一端连接，从交流侧到极线的电气主接线电路另一端经换流器到直流汇流母线的电气主接线电路连接至直流汇流母线一侧；交流侧输电线另一端经交流侧穿墙套管与从交流侧到中性线的电气主接线电路一端连接，从交流侧到中性线的电气主接线电路另一端经中性线穿墙套管与中性线区域连接；两直流断路器接线电路一端均与直流汇流母线另一侧连接，两直流断路器接线电路另一端分别经第一极线穿墙套管和第二极线穿墙套管与户外极线1电气主接线电路、户外极线2电气主接线电路连接。

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电技术领域，特别是关于一种双极柔性直流电网极线电气主接线系统及直流断路器在线检修方法。

背景技术

柔性直流输电技术是基于全控型电力电子器件的新一代直流输电技术，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活、同等容量占地规模小等特点，目前柔性直流输电技术正处于快速发展阶段，多条柔性直流输电工程正在规划、设计、建设，如国内渝鄂±420kV柔性直流背靠背工程、张北±500kV四端柔性直流电网工程、乌东德±800kV混合柔性直流输电工程等。大容量柔性直流电网可发挥柔性直流输电的技术优势，可实现多电源供电或多落点供电，是大规模可再生能源并网、风、光、储、抽蓄多种能源的接入和输送的有效解决方案。

电气主接线设计是柔性直流电网系统输电技术研究的关键内容之一，其电气主接线的确定与电力系统整体及换流站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系、全面分析有关影响因素，合理确定柔性直流输电系统主接线方案。对于两端、多端、背靠背等多种形态的柔性直流输电系统的主接线，国内外已有较多文献论述；但对于柔性直流电网电气主接线，特别是极线区域电气主接线如何设计鲜有涉及；极线高压直流断路器是柔性直流电网工程中最核心的关键设备之一，可数毫秒内完成故障电流开断，快速、可靠地实现故障线路的隔离及重合，同时可实现换流站在直流电网中灵活投退，对保障健全系统的安全持续运行，提高直流电网可靠性具有重要意义。

极线主接线涵盖了极线区域内的主要一次设备，包括模块化多电平换流器、直流断路器、桥臂电抗器、直流电抗器、直流隔离和接地开关、测量装置和避雷器、穿墙套管等一次设备，需要揭示各电压和电流测量装置的布置型式和相对位置。中性线区域内转换开关的确定与电力系统整体及换流站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，且应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求：(1)可靠性。设计方案应该保证柔性直流电网系统有较高的可靠性。(2)灵活性。设计方案应满足正常运行时和检修及扩建时的灵活性要求。(3)经济性。设计方案应力求简单，以节省一次设备。同时，方案占地面积小。

电气主接线的确定需要考虑绝缘配合原则、控制保护电气量测点需要、开关运行方式和检修状态转换、系统启动充电等。极线电气主接线确定好关键设备如开关等具体方案后，需要解决的另外一个关键问题是如何利用所配置的开关完成直流断路器的在线检修，而不影响直流电网剩余部分的正常运行。然而现有的技术手段未涉及双极带金属回线柔性直流电网极线区域内的开关方案及直流断路器在线检修方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种双极柔性直流电网极线电气主接线系统及直流断路器在线检修方法，其能够在换流因故障在线快速投退而不影响剩余直流电网正常运行，节省了直流断路器数量、一次设备造价低。