一種電容換相換流器逆變側系統技術方案

本發明專利技術提供一種電容換相換流器逆變側系統，包括串聯的三相六脈動換流閥和串聯電容通斷單元；三相六脈動換流閥為基于晶閘管的橋式六脈動換流器，串聯電容通斷單元包括串聯電容、高壓斷路器、限壓器和可控旁通開關；串聯電容和高壓斷路器串聯后，與所述限壓器和可控旁通開關分別并聯；可控旁通開關包括可觸發間隙和旁通斷路器；可觸發間隙和旁通斷路器并聯。本發明專利技術提供的電容換相換流器逆變側系統，在電容換相換流器直流系統逆變側發生上述故障后，及時旁通、切除串聯電容，避免串聯電容對后續系統恢復的影響，并且在系統故障消失后，再次及時投入串聯電容，繼續發揮其作用，達到既解決系統故障后的恢復問題，又能充分發揮電容換相換流器的優勢。

Inverter side system of capacitor commutation converter

The invention provides a capacitor commutated inverter system, including series three-phase six operated valve and series capacitor switching unit; three-phase 6-pulse converter operated valve for thyristor bridge six operated based on series capacitor switching unit comprises a series capacitor, high voltage circuit breaker, voltage limiter and controllable bypass switch; series capacitance and high voltage circuit breaker in series, and the voltage limiter and controllable bypass switch are respectively connected in parallel; controllable bypass switch including the trigger gap and a bypass circuit breaker; can trigger gap and a bypass circuit breaker shunt. The invention provides a capacitor commutated converter inverter system, the capacitor commutated converter DC fault the inverter side, timely bypass, resection of the series capacitor, avoid series capacitor effect on subsequent system recovery, and disappeared in the system after fault, and again when input series capacitor, continue to play its to restore the function, not only solve the system failure, and can give full play to the capacitor commutated advantage.

【技術實現步驟摘要】
一種電容換相換流器逆變側系統
本專利技術屬于直流輸電
，具體涉及一種電容換相換流器逆變側系統。
技術介紹
傳統的高壓直流輸電系統(HVDC)系統換流器采用晶閘管作為其閥單元基本元件，因晶閘管無法進行自關斷，因此具有自身固有的缺點。為了避免換相失敗，一般逆變側換流閥總要保證熄弧角具有17°或更大的裕度，導致消耗大量的無功功率，需大量的無功補償及濾波設備，因此不但投資成本較大，一旦發生甩負荷還會引起無功過剩，可能導致過電壓；另外，由于換相電壓全部由交流電網提供，因此弱交流系統很容易發生換相失敗，而采用串聯電容換相換流器技術一定程度上可以克服傳統電網換相換流器(LCC)的上述缺點。電容換相換流器(CCC)是將固定電容器串聯接入傳統換流系統的換流變壓器和換流器之間，通過串聯電容器來補償換流器的無功消耗，使當換流器的觸發角(整流)、關斷(逆變)角接近于O甚至為負時，系統仍能穩定運行，從而在無功消耗大大減小的同時避免了換相失敗的發生，尤其是電容換相換流器逆變器的正阻抗特性使技術在長電纜、弱交流系統直流輸電中的應用具有很大優勢。電容換相換流器換流器結構示意圖如圖1所示。電源側三相電壓分別為ea、eb、e。，電容閥側即實際換相電壓分別為e' a、eb'、e。'。但是，正是由于串聯電容的引入，也使得電容換相換流器產生了新的問題。當電容換相換流器直流系統在逆變側交流系統發生嚴重故障導致直流系統發生換向失敗故障后，直流系統恢復過程中可能發生后續連續換向失敗故障，導致系統往往恢復時間較長，甚至無法恢復運行，對電網運行的穩定性不利。當電容換相換流器直流系統在逆變側交流系統發生單相嚴重故障導致直流系統發生換向失敗故障后(直流電壓跌落至零或以下)，由于串聯電容在故障過程中會出現不平衡充、放電(正常情況下交流系統三相串聯電容充、放電過程基本對稱)現象，使得換流閥實際換相電壓發生變化，可能導致直流系統恢復過程中某些換流閥無法按序正常導通，從而發生后續連續換向失敗故障，導致系統恢復時間較長，甚至無法恢復運行，對于電力的順利傳輸及電網運行的穩定性均不利，而傳統直流系統一般不會發生此現象，如圖2、圖3所示，分別為傳統直流和電容換相換流器逆變側單相短路故障波形。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術提供一種電容換相換流器逆變側系統，在電容換相換流器直流系統逆變側發生上述故障后，及時旁通、切除串聯電容，避免串聯電容對后續系統恢復的影響，并且在系統故障消失后，再次及時投入串聯電容，繼續發揮其作用，達到既解決系統故障后的恢復問題，又能充分發揮電容換相換流器的優勢。為了實現上述專利技術目的，本專利技術采取如下技術方案:本專利技術提供一種電容換相換流器逆變側系統，所述系統包括串聯的三相六脈動換流閥和串聯電容通斷單元；所述三相六脈動換流閥為基于晶閘管的橋式六脈動換流器，所述串聯電容通斷單元包括串聯電容、高壓斷路器、限壓器和可控旁通開關，所述限壓器和可控旁通開關分別與串聯后的所述串聯電容和高壓斷路器并聯；所述可控旁通開關包括可觸發間隙和旁通斷路器；所述可觸發間隙和旁通斷路器并聯。所述三相六脈動換流器包括六個橋臂，其中第一晶閘管閥、第三晶閘管閥、第五晶閘管閥的陽極均連接三相六脈動換流器的低壓側，第四晶閘管閥、第六晶閘管閥、第二晶閘管閥的陰極連接三相六脈動換流器高壓側，三相六脈動換流器的高壓側電壓和低壓側電壓的電壓差即為對應直流電壓；第一晶閘管閥、第四晶閘管閥連接交流電壓A相，第二晶閘管閥、第五晶閘管閥連接B相，第三晶閘管閥、第六晶閘管閥連接C相；逆變側系統中串聯電容位于換流變壓器二次側和三相六脈動換流器之間。所述高壓斷路器和旁通斷路器均包括第一操動機構、傳動機構、觸頭、滅弧室、油箱、電容套管和支架；所述觸頭包括動觸頭和靜觸頭；所述操作機構通過第一拉桿與所述傳動機構相連，所述傳動機構通過第二拉桿與動觸頭相連，油箱與支架相連，油箱內設有滅弧室，滅弧室內有動觸頭和靜觸頭，并充有氟碳化合物液體，油箱頂部與電容套管相連，滅弧室頂部與絕緣噴口相連。所述限壓器包括殼體以及位于殼體內部的壓敏電阻和放電電路，壓敏電阻與放電電路并聯；所述放電電路包括開關站和第二操作機構，所述開關站設有半導體開關，其可加載持續電流；與壓敏電阻工作參數有關的信號在極限值之上時，第二操作機構動作，開關站接通。所述殼體為軸向對稱的殼體，其具有至少兩個沿軸向方向相互間隔距離的空間，其中第一空間中設置壓敏電阻，第二空間中設置開關站，第三空間中放置第二操作機構，所述第三空間設置在第一空間和第二空間之間。所述可觸發間隙為桶裝封閉式結構，包括引弧單元、密封單元、放電單元、注氣單元和電極調節單元；所述電極調節單元包括真空波紋管、調節螺母、鎖定螺母以及具有調節刻度的導桿；所述導桿與放電單元的上電極連接，真空波紋管位于導桿的外部，導桿頂部穿過上端封蓋，通過調節螺母和鎖定螺母與上端封蓋固定；通過調節螺母的調節，在電弧罩與陶瓷傘群內壁的導向作用下，上電極隨同導桿上下升降，并由鎖定螺母鎖緊，確保精確調整上電極和下電極的間隙。所述上電極和下電極相對的面為半球面；所述引弧單元包括三頭火花塞、電纜夾套和夾套鎖蓋，所述三頭火花塞位于電纜夾套內，電纜夾套通過夾套鎖蓋固定在下端封蓋上；所述封閉單元包括上端封蓋、下端封蓋、陶瓷傘群、防雨罩、下端固定座和上端固定座；所述防雨罩位于上端封蓋和導桿的外部，上端封蓋、下端封蓋分別通過上端固定座、下端固定座與陶瓷傘群固定連接，形成的空腔內抽真空充入惰性氣體。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于:1、在電容換相換流器直流系統逆變側發生上述故障后，及時旁通、切除串聯電容，避免串聯電容對后續系統恢復的影響，并且在系統故障消失后，再次及時投入串聯電容，繼續發揮其作用，達到既解決系統故障后的恢復問題，又能充分發揮電容換相換流器的優勢。2、通過故障時快速旁通并切除串聯電容，成功避免了電容不平衡充放電對后續系統恢復的影響，大大縮短了系統恢復正常運行的時間，使得電容換流器直流系統故障后的恢復時間和傳統直流基本一致，對于輸電的可靠性和電網的穩定性都具有極其重要的意義。【附圖說明】圖1是現有技術中電容換相換流器逆變側結構示意圖；圖2是直流逆變側交流出口單相短路故障波形圖；圖3是電容換相換流器直流系統逆變側交流出口單相短路故障波形圖；圖4是本專利技術中電容換相換流器逆變側系統結構示意圖；圖5是本專利技術中電容換相換流器逆變側系統交流出口單向短路故障波形圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。如圖4，圖中僅以單相串聯電容為例。本專利技術提供一種電容換相換流器逆變側系統，所述系統包括串聯的三相六脈動換流閥和串聯電容通斷單元；所述三相六脈動換流閥為基于晶閘管的橋式六脈動換流器，所述串聯電容通斷單元包括串聯電容、高壓斷路器、限壓器和可控旁通開關，所述限壓器和可控旁通開關分別與串聯后的所述串聯電容和高壓斷路器并聯；所述可控旁通開關包括可觸發間隙和旁通斷路器；所述可觸發間隙和旁通斷路器并聯。所述三相六脈動換流器包括六個橋臂，其中第一晶閘管閥、第三晶閘管閥、第五晶閘管閥的陽極均連接三相六脈動換流器的低壓側，第四晶閘管閥、第六晶閘管閥、第二晶閘管閥的陰極連接三相六脈動換流器高壓側，三相六脈動換流器的高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電容換相換流器逆變側系統，其特征在于：所述系統包括串聯的三相六脈動換流閥和串聯電容通斷單元；所述三相六脈動換流閥為基于晶閘管的橋式六脈動換流器，所述串聯電容通斷單元包括串聯電容、高壓斷路器、限壓器和可控旁通開關，所述限壓器和可控旁通開關分別與串聯后的所述串聯電容和高壓斷路器并聯；所述可控旁通開關包括可觸發間隙和旁通斷路器；所述可觸發間隙和旁通斷路器并聯。

【技術特征摘要】
1.一種電容換相換流器逆變側系統，其特征在于:所述系統包括串聯的三相六脈動換流閥和串聯電容通斷單元；所述三相六脈動換流閥為基于晶閘管的橋式六脈動換流器，所述串聯電容通斷單元包括串聯電容、高壓斷路器、限壓器和可控旁通開關，所述限壓器和可控旁通開關分別與串聯后的所述串聯電容和高壓斷路器并聯；所述可控旁通開關包括可觸發間隙和旁通斷路器；所述可觸發間隙和旁通斷路器并聯。2.根據權利要求1所述的電容換相換流器逆變側系統，其特征在于:所述三相六脈動換流器包括六個橋臂，其中第一晶閘管閥、第三晶閘管閥、第五晶閘管閥的陽極均連接三相六脈動換流器的低壓側，第四晶閘管閥、第六晶閘管閥、第二晶閘管閥的陰極連接三相六脈動換流器高壓側，三相六脈動換流器的高壓側電壓和低壓側電壓的電壓差即為對應直流電壓；第一晶閘管閥、第四晶閘管閥連接交流電壓A相，第二晶閘管閥、第五晶閘管閥連接B相，第三晶閘管閥、第六晶閘管閥連接C相；逆變側系統中串聯電容位于換流變壓器二次側和三相六脈動換流器之間。3.根據權利要求1所述的電容換相換流器逆變側系統，其特征在于:所述高壓斷路器和旁通斷路器均包括第一操動機構、傳動機構、觸頭、滅弧室、油箱、電容套管和支架；所述觸頭包括動觸頭和靜觸頭；所述操作機構通過第一拉桿與所述傳動機構相連，所述傳動機構通過第二拉桿與動觸頭相連，油箱與支架相連，油箱內設有滅弧室，滅弧室內有動觸頭和靜觸頭，并充有氟碳化合物液體，油箱頂部與電容套管相連，滅弧室頂部與絕緣噴口相連。4.根據權利要求1所述的電容換相換流器逆變側系統，其特征在于:所述限壓器包括殼體以及位于殼體內部的壓敏...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉耀，謝晨曦，李新年，王晶芳，楊鵬，雷霄，龐廣恒，王亮，王華偉，
申請(專利權)人：國家電網公司，中國電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：