[发明专利]一种采用耦合负压支路的阻感型限流器拓扑

说明书

本发明涉及一种采用耦合负压支路的阻感型限流器拓扑，适用于直流电网技术领域；该限流器包括两个主要支路，分别为通态低损耗支路和主限流器支路，其中通态低损耗支路由耦合负压模块和超快速机械开关组成，主限流器支路由限流电阻、限流电感、电容器和晶闸管等组成；限流器采用预充电换相电容进将阻感元件并入故障电流回路；耦合负压提供反向注入电流，降低通过快速机械开关的故障电流，使快速机械开关达到额定开断容量而安全断开。

技术领域

本发明涉及一种采用耦合负压支路的阻感型限流器拓扑，适用于直流电网技术领域。

背景技术

柔性直流输电是新一代电力传输技术，有着能够对有功与无功功率进行单独控制、无需直流滤波器和不存在换相失败问题等优势，可用于电网互联和可再生能源接入等领域。未来的直流电网工程必将向更多端、更大容量、更高可靠性的方向发展柔性直流输电。然而多端柔性直流电网直流侧发生短路故障时，各换流站均会对故障点馈入故障电流，故障电流上升速度很快。由于直流线路发生故障时，故障电流没有过零点，所以不能像交流输电那样利用过零点灭弧，这给直流断路器的实现带来了很大的困难。高压直流断路器可以切除故障线路，是处理直流电网中直流故障的保护方案之一。目前高压大容量的直流断路器技术尚不成熟，而且成本很高。因此，通过给断路器配备合适的故障限流装置，降低断路器的工况要求具有重要意义。故障限流器的主要意义在于直流故障发生以后，限制故障电流大幅升高和减缓故障的电流的上升速度，从而使故障电流在系统可接受范围内。未来直流电网中的直流限流器的开发依然有很多问题亟待解决，研究适用于高电压、大电流场合，且具有良好快速性、经济性的直流限流器已经成为了迫切需要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种采用耦合负压支路的阻感型限流器拓扑。

本发明的目的在于降低故障电流，限制短路故障的电流上升速度，降低直流断路器成本，降低限流器成本。

本发明所采用的技术方案是：在正常运行的时候，电流正常通过通态低损耗支路，耦合变压器副边只起通流线路作用，此时通态低损耗支路损耗基本为零；在直流线路故障发生时，耦合负压支路触发晶闸管，电流通过耦合负压变压器对故障电流通路反向注入，使快速机械开关达到额定开断容量；快速机械开关打开后，触发VT_c、VT_a，将此时VT₂由于受到反向电压而截止，电阻R₃成功串入电流支路。电容C_c由于故障电流反向充电，电压由上正下负变成0，故障电流继续给预充电换相电容反向充电，预充电换相电容电压逐渐升高(上负下正)，该预充电换相电容最终充满而截止，将Z₄并入电流支路。

与现有技术相比，本发明具有的优势为：

1、经济性较好，成本较低。使用半控型电力电子器件，有效节约成本。

2、稳态损耗低，适用于大功率高压直流输电。

3、采用限流电阻和限流电抗综合限流，限流效果良好，降低了对断路器的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1示出了一种采用耦合负压支路的阻感型限流器拓扑结构示意图，包括换通态低损耗支路和主限流器支路，其中通态低损耗支路由耦合负压模块和超快速机械开关组成，主限流器支路由限流电阻、限流电抗、电容器和晶闸管组成；

图2示出了耦合负压模块投入后的电流路径图；

图3示出了限流器阻抗投入后的电流路径图；

图4示出了限流过程的流程图；

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。