[发明专利]故障处理方法、故障处理装置和直流输电系统

说明书

本发明提出了一种故障处理方法、故障处理装置和直流输电系统。其中，方法包括：响应于直流输电系统的故障信号，关断直流断路器；经过去游离时长后导通固态开关支路；获取直流输电系统的输电线路的电压和电流；确定电压和电流的比值；根据比值确定直流输电系统的故障状态；根据故障状态控制直流断路器。从而在去游离结束之后对故障状态进行识别，仅在判断为瞬时性故障后进行重合闸，判断为永久性故障后不再进行重合闸，直接闭锁故障极换流器，在不产生额外电压、电流冲击的情况下，仅利用电气量实现直流断路器的自适应重合闸，有效避免重合闸于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，提升直流输电系统安全性。

技术领域

本发明涉及直流输电系统技术领域，具体而言，涉及一种直流输电系统的故障处理方法、一种直流输电系统的故障处理装置和一种直流输电系统。

背景技术

柔性直流输电技术具有损耗小、有功无功可以独立快速控制、没有换相失败问题等优点，具有广阔的发展前景。在已经投运的柔性直流输电工程中，普遍采用基于半桥型子模块的模块化多电平换流器。运行中的直流架空输电线路易发生故障，线路故障后会导致故障电流迅速上升，危害设备安全。在线路两端加装混合式直流断路器能快速切断故障电流。线路故障可以分为两类，瞬时性故障和永久性故障，在故障点熄弧后瞬时性故障消失，永久性故障则持续存在。由于实际运行中线路上发生瞬时性故障的概率高于发生永久性故障的概率，混合式直流断路器在切除故障电流后，会自动进行重合闸操作以期快速恢复运行。但对于永久性故障则会再次产生故障电流，危害设备安全，不利于系统稳定。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面在于提出了一种直流输电系统的故障处理方法。

本发明的第二方面在于提出了一种直流输电系统的故障处理装置。

本发明的第三方面在于提出了一种直流输电系统。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种直流输电系统的故障处理方法，直流输电系统包括直流断路器，直流断路器包括载流支路、固态开关支路和缓冲吸收支路，方法包括：响应于直流输电系统的故障信号，关断直流断路器；经过去游离时长后导通固态开关支路；获取直流输电系统的输电线路的电压和电流；确定电压和电流的比值；根据比值确定直流输电系统的故障状态；根据故障状态控制直流断路器。

本发明提供的直流输电系统的故障处理方法，在线路发生故障后导通固态开关支路的功率器件，故障电流从载流支路转移至固态开关支路，然后先后关断载流支路开关和固态开关支路的功率器件，由与功率器件并联的缓冲吸收支路吸收能量，从而完成关断直流断路器，使故障电流降为零，之后等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，导通固态开关支路的部分功率器件，以使缓冲吸收支路未导通部分两端承受电压刚好大于其启动电压，此时检测输电线路的电压和电流，根据电压和电流的比值确定直流输电系统的故障状态识别出直流输电系统的故障状态，其中，故障状态包括瞬时性故障和永久性故障，并根据故障状态确定是否进行断路器重合闸操作。从而在去游离结束之后对故障状态进行识别，仅在判断为瞬时性故障后进行重合闸，判断为永久性故障后不再进行重合闸，直接闭锁故障极换流器，隔离故障线路，在不产生额外电压、电流冲击的情况下，仅利用电气量实现直流断路器的自适应重合闸，避免资源浪费，同时有效避免永久性故障下直接导通固态开关支路造成的电压电流冲击，有利于保障设备安全和提高系统稳定性。

其中，去游离时长可根据直流输电线路绝缘恢复特征及定电压设定值合理设置。

进一步地，关断直流断路器使输电线路的电压、电流降至零，但考虑到输电系统的误差，若电流下降至预设电流值，则确定断路器已经切断故障电流，此时开始计时并等待去游离时长，进而提高故障状态判断准确度。

具体地，载流支路包括串联连接的机械开关和负荷换流开关，且载流支路与固态开关支路并联连接。