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专利号: 2018109708860
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电流转移型多电平换流器拓扑的清除直流故障方法,其特征是:包括以下步骤,且以下步骤顺次进行,步骤一、电流转移型模块化多电平换流器拓扑的建立

电流转移型模块化多电平换流器拓扑包括换流器、断流支路、能量吸收支路以及桥臂转移支路,所述断流支路包括超快速机械开关K和断流开关T,且超快速机械开关K和断流开关T串联,断流支路串联设置在换流器的直流出口处;所述能量吸收支路包括续流二极管Dc和吸收电阻Rc,且续流二极管Dc和吸收电阻Rc串联,能量吸收支路的高压端与断流支路远离换流器一端连接,低压端与直流负极线路连接;所述桥臂转移支路包括旁路开关Tb、接地开关Td和两个大小相同旁路电阻Rb,且旁路开关Tb和两个大小相同的旁路电阻Rb串联,并在两电阻间引出线经接地开关Td接地,桥臂转移支路与换流器各相的上、下桥臂电感并联;

步骤二、分析电流转移型模块化多电平换流器拓扑清除直流故障过程

直流线路在t0时刻发生双极短路,短路电流上升,系统在t1时刻检测到故障并闭锁换流器,经过延迟,保证全部桥臂子模块已经闭锁完成,在t2时刻触发导通桥臂转移支路的旁路开关Tb和接地开关Td,使得交流电网通过桥臂电感、旁路电阻Rb与大地连通,为断流开关T的关断做准备;

经过延迟,在t3时刻关断断流开关T,使断流支路电流向其它支路转移,断流支路电流下降到0,交流电流流过桥臂电感后,向桥臂转移支路转移,经旁路电阻Rb流入大地,直流故障线路电流向能量吸收支路转移,通过吸收电阻Rc吸收直流线路剩余能量,断流支路电流转移结束后,流过桥臂子模块的电流为零;

断流支路电流下降至零后,关断超快速机械开关K,超快速机械开关K无弧分断断流支路,在t4时刻动作完成;经过延迟,在t5时刻,撤除接地开关Td中晶闸管的触发脉冲,接地开关Td在电流过零点自然关断,交流电网三相短路状态结束,当桥臂电感电流、能量吸收支路电流都衰减到零时,直流故障完全清除,直流故障清除完成后立即准备下一次故障电流分断。

2.根据权利要求1所述的一种电流转移型多电平换流器拓扑的清除直流故障方法,其特征是:所述旁路电阻Rb的确定条件为,设t=tb前桥臂电感初始电流衰减至零,L0为桥臂电感,Rb为旁路电阻,则旁路电阻Rb的大小需满足

3.根据权利要求1所述的一种电流转移型多电平换流器拓扑的清除直流故障方法,其特征是:所述吸收电阻Rc的确定条件为,设能量吸收支路电流在t=tc前衰减至零,吸收电阻为Rc,直流线路电阻为RL、电感为LL,则吸收电阻Rc的大小需满足

4.根据权利要求1所述的一种电流转移型多电平换流器拓扑的清除直流故障方法,其特征是:所述断流开关T的额定电压确定条件为,电流转移型模块化多电平换流器拓扑直流侧出口处发生金属故障,断流开关T分断瞬间桥臂电流满足断 流开关 T承受电 压 最大值 为

式中,Ibp0_max、Ibn0_max分别表示在断流开

关T断开瞬间流过换流器上、下桥臂旁路电阻Rb电流最大值,Im为稳态时交流相电流幅值,I0_max为断流开关T分断时直流最大故障电流,Rc为吸收电阻。