CN109964382A - 用于hvdc网络的保护 - Google Patents

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CN109964382A CN201780056012.8A CN201780056012A CN109964382A CN 109964382 A CN109964382 A CN 109964382A CN 201780056012 A CN201780056012 A CN 201780056012A CN 109964382 A CN109964382 A CN 109964382A
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威廉·利昂加西亚
阿尔贝托·伯丁纳托
伯特兰·雷森
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布鲁诺·卢斯坎
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Universite Grenoble
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Abstract

本发明涉及一种保护网络的方法，所述网络包括：‑电线(120、130、230)；‑三个互连节点(10、20、30)，具有：‑具有受控开关的高压接口；‑本地网络接口；‑用于每个相应节点(10、20、30)的本地网络，包括：‑MMC变流器(16、26、36)；‑保护电路，其具有并联的第一受控开关(14)和第一限制器(15)以及第二受控开关(12)和第二限制器(13)。所述方法包括以下步骤：‑保持所述第一开关(14)闭合并且保持所述第二开关(12)断开；‑测量高压接口上的电压和电流；‑向高压线路的另一端传送电流方向；‑对于每个节点：‑识别故障；‑验证电流低于高压接口开关的中断能力并且断开该开关。

Description

用于HVDC网络的保护
本发明涉及高压直流电(通常由首字母缩略词HVDC表示)的输电和/或配电网络。本发明尤其涉及当故障发生时HVDC网络的服务的选择性和连续性。
HVDC网络尤其被设想作为不同或非同步电力生产场所的互连的解决方案，这些电力生产场所随着可再生能源的发展而兴起。由于较低的线路损耗以及不存在长距离网络的杂散电容，HVDC网络而非AC技术尤其被设想用于海上风电场产生的能量的传输和分配。这种网络通常具有约50kV或更高的电压电平。
对于电力的点对点传输，可以借助于在AC侧配备有断路器的线路末端变流器来执行分段。另一方面，在多点或多节点传输中，这种变流器不再能够实现分段。这种网络中的DC电流的中断是直接调节这种网络的可行性和发展的关键问题。实际上，节点处短路的发生在整个网络中非常快速地传播。在节点内没有足够快的电流中断的情况下，短路电流继续增加并且可以在几毫秒内达到几十kA。然后，短路电流可能超过各个节点的DC断路器的电流中断能力。短路电流还可能损坏网络节点内的AC/DC变流器中使用的电力电子器件。
用于保护这种网络的已知策略基于超快速DC断路器的使用。这种断路器证明是既昂贵又技术复杂的。此外，这种策略基于超快速识别算法和市场上尚不可获取的继电器。
本发明旨在克服这些缺点中的一个或更多个。本发明特别旨在以合理的成本使用电气设备来优化故障情况下高压网络的选择性和服务连续性。因此，本发明涉及如在所附权利要求1中限定的一种保护高压DC电网的方法。
以下各种特征也可以与从属权利要求的特征组合，其中这些特征中的每一个可以与权利要求1的特征组合，而不建立中间概括。
本发明还涉及如在所附权利要求中限定的高压DC电网。
参考附图，本发明的其他特征和优点根据以下以非限制性示例方式给出的描述而变得清楚明白，其中：
-图1是用于实施本发明的高压DC网络的简化示例；
-图2是在故障状态期间流过各种变流器的电流的模拟图；
-图3是在故障状态期间各种变流器的输入处的电压的模拟图；
-图4是故障状态期间互连节点上的电压的模拟图；
-图5是在短路状态下流过线路末端的开关的电流的模拟图。
图1是包括互连节点10、20和30的高压DC网络1的一个示例的简化示意图。这里示出的简化网络1包括高压线路120、130和230。网络1这里以单极配置以简化方式示出。线路120用于连接互连节点10和20，线路130用于连接互连节点10和30，线路230用于连接互连节点20和30。每个互连节点包括用于连接到高压线路的接口，以及用于连接到本地网络的接口。多电平模块化类型或MMC(用于模块化多电平变流器)的变流器16、26和36连接到互连节点10、20和30的相应本地网络连接接口。变流器16、26和36是半桥型。变流器16、26和36与本地AC网络或设备(例如，诸如风电场、潮汐发电站、核电站、热电站或光伏发电站、或本地输电或消费者网络之类的发电机)相关联。变流器16、26和36以本身已知的方式控制其AC接口与其DC接口之间的电力流动。
MMC变流器16经由保护电路连接到互连节点10的本地网络接口。该保护电路包括连接到互连节点10的本地网络接口的开关11。保护电路还包括在变流器16的DC输入端和互连节点10的本地网络接口之间与开关11串联连接的分路电路(split circuit)。分路电路包括并联连接的第一和第二支路。第一支路包括与电流限制器13串联连接的开关12。第二支路包括与电流限制器15串联连接的开关14。
这里的开关11是机械式断路器。开关11被特别选择，以便在互连节点10和变流器16之间提供电流中断能力。这里的电流限制器13和电流限制器15是超导短路电流限制器或SCFCL型。这里的开关12和14是快速切换受控隔离器。高压线路120通过开关112连接到互连节点10。这里的开关112是机械式断路器。尽管未示出，但是快速切换受控隔离器可以与高压线路120和互连节点10之间的开关112串联连接。高压线路130经由开关113连接到互连节点10。这里的开关113是机械式断路器。尽管未示出，但是快速切换受控隔离器可以与高压线路130和互连节点10之间的开关113串联连接。
MMC变流器26经由保护电路连接到互连节点20的本地网络接口。该保护电路包括连接到互连节点20的本地网络接口的开关21。保护电路还包括在变流器26的DC输入和互连节点20的本地网络接口之间与开关21串联连接的分路电路。分路电路包括并联连接的第一和第二支路。第一支路包括与电流限制器23串联连接的开关22。第二支路包括与电流限制器25串联连接的开关24。
这里的开关21是机械式断路器。开关21被特别选择，以便在互连节点20和变流器26之间提供电流中断能力。这里的电流限制器23和电流限制器25是超导短路电流限制器或SCFCL型。这里的开关22和24是快速切换受控隔离器。高压线路120通过开关212连接到互连节点20。这里的开关212是机械式断路器。尽管未示出，但是快速切换受控隔离器可以与高压线路120和互连节点20之间的开关212串联连接。高压线路230经由开关223连接到互连节点20。这里的开关223是机械式断路器。尽管未示出，但是快速切换受控隔离器可以与高压线路230和互连节点20之间的开关223串联连接。
MMC变流器36经由保护电路连接到互连节点30的本地网络接口。该保护电路包括连接到互连节点30的本地网络接口的开关31。保护电路还包括在变流器36的DC输入和互连节点30的本地网络接口之间与开关31串联连接的分路电路。分路电路包括并联连接的第一和第二支路。第一支路包括与电流限制器33串联连接的开关32。第二支路包括与电流限制器35串联连接的开关34。
这里的开关31是机械式断路器。开关31被特别选择，以便在互连节点30和变流器36之间提供电流中断能力。这里的电流限制器33和电流限制器35是超导短路电流限制器或SCFCL型。这里的开关32和34是快速切换受控隔离器。高压线路130通过开关323连接到互连节点30。这里的开关323是机械式断路器。尽管未示出，但是快速切换受控隔离器可以与高压线路230和互连节点30之间的开关323串联连接。高压线路130经由开关313连接到互连节点30。这里的开关313是机械式断路器。尽管未示出，但是快速切换受控隔离器可以与高压线路130和互连节点30之间的开关313串联连接。
利用超导型的电流限制器13、15、23、25、33和35，当它们处于超导状态时，它们在其端子之间具有零电位差，因此允许在网络1的正常运行下每个分支中引起的损耗受到限制。
受控开关11、112、113、21、212、223、31、313和323有利地是机械断路器，特别地由于它们能够产生低线上损耗。
电流限制器15、25和35的尺寸被设置成使得流过它们的短路电流分别保持在低于开关112和113、开关212和223、开关313和323的电流中断能力的水平。因此，在发生短路的情况下，电流限制器15、25和35分别保证开关112和113、开关212和223、开关313和323的有效断开。
类似地，电流限制器13、23和33的尺寸被设置成使得流过它们的短路电流分别保持在低于开关112和113、开关212和223、开关313和323的电流中断能力的水平。因此，在发生短路的情况下，电流限制器13、23和33分别保证开关112和113、开关212和223、开关313和323的有效断开。
此外，在各种设备之间创建通信网络。
在互连节点10处在开关11、112和113之间创建通信网络(用点划线示出)。在互连节点20处在开关21、212和223之间创建通信网络(用点划线示出)。在互连30处在开关31、313和323之间创建通信网络(用点划线示出)。
在互连节点10、开关11、开关12、开关14、限制器13和15以及变流器16之间创建通信网络(用虚线示出)。在互连节点20、开关21、开关22、开关24、限制器23和25以及变流器26之间创建通信网络(用虚线示出)。在互连节点30、开关31、开关32、开关34、限制器33和35以及变流器36之间创建通信网络(用虚线示出)。
在开关112和212之间创建通信网络。在开关223和323之间创建通信网络。在开关113和313之间创建通信网络。
在没有任何故障的初始配置中：
-本地控制电路19保持开关11、14、112和113闭合，并保持开关12断开；
-本地控制电路29保持开关21、24、212和223闭合，并保持开关22断开；
-本地控制电路39保持开关31、34、313和323闭合，并保持开关32断开。
现在将详细描述在线路230上接近开关323处发生接地短路(或者例如电缆的核心和屏蔽之间的短路)的情况下对网络1的保护操作。短路电流在整个网络中传播。保护旨在实施以下步骤：
-识别故障的高压线路；
-隔离故障；
-重新建立网络上的电压电平；
-重新建立电力的流动。
可以如下执行故障线的识别：
-在每个互连节点10、20和30内以非同步方式检测故障。通过本地电压和电流测量在每个互连节点内以本身已知的方式执行故障的检测；
-每个变流器16、26、36激活其内部保护。由于MMC变流器被设计成不能承受高短路电流(MMC变流器通常设计为用于最大电流4kA)，因此一旦通过每个MMC变流器16、26和36的电流超过阈值，每个MMC变流器16、26和36的内部保护就会被激活。然后，每个激活的MMC变流器16、26或36不再提供电压和功率控制；
-对于每个激活的MMC变流器16、26或36(具有内部保护)，则相应的电流限制器15、25或35具有流过其的故障电流。然后激活该电流限制器。MMC变流器越接近短路位置，流过其的电流增加地就越快。因此，相应的电流限制器15、25和35将以非同步的方式被激活，如从图2中的图能够看出。时间t＝0对应于故障短路的发生。一旦相应的电流限制器已经被激活，每个MMC变流器提供的短路电流就会降至2kA以下。由于电流限制，对于每个MMC变流器16、26或36，可以有一定时间来识别故障高压线路；
-这些开关223和323中的电压和电流的测量以及开关223和323之间的通信网络的使用允许识别线路230上的短路以及其与开关323的接近度。该识别可以根据JustineDESCLOUX和Camille GANDIOLI特别出版的文献“Protection system for meshed HVDCnetwork using superconducting fault current limiters”中以本身已知的方式在小于10ms的时间内进行。图5是当发生短路时通过开关223(虚线)和323(实线)的电流的示图。可以观察到，这些电流具有相对幅值，允许例如识别线230上的短路和该短路与开关323的接近度，节点30的控制电路接收来自开关223和来自开关323的测量值(至少流过这些开关的电流的方向，有利地在这些开关处测量的电压和电流)，以便从中推断出线路230有故障并且该故障接近开关323。替代地，可以使用用于局部检测高压线路中的故障的算法，以便连接到该高压线路的节点提供命令以断开连接到此高压线路的另一个节点的受控开关。独立地，互连节点20的控制电路接收来自开关223和来自开关323的测量值，或者用于断开开关223的命令，以便从中推断出线路230有故障并且该故障靠近开关323；
由于简单的通信链和基于减少的测量次数的识别能力，在线路230上发生短路之后的10ms内执行用于识别故障线路的这些步骤。
由于存在介于电流限制器16、26和36与高压线路120、130和230之间的电流限制器15、25和35，因此在等于至少10ms的时间内获得电流限制，以便允许执行上述用于识别故障线路的步骤。
如图4所示，在短路出现之后不久，互连节点10(实线)、20(点线)和30(短划线)的本地网络接口上的相应电压在10ms之后突然骤降到接近零。
在识别故障高压线路的步骤之后，可以如下实现用于隔离故障的步骤：
-验证开关112、113、212、223、313和323的当前中断能力。在所示的示例中，如果开关(或机械断路器)112、113、212、223、313和323具有8kA的电流中断能力，则故障可以在从故障出现后t＝12ms开始被隔离。可替代地，也可以测量流过每个开关112、113、212、223、313和323的电流，并且还可以确定从哪个点开始针对开关测量的电流低于电流中断能力。网络1的高压线路的开关的电流中断能力的大小根据网络1的大小和连接到其的电站的数量以本身已知的方式来设置。知道连接到网络的MMC变流器的数量，可以确定在故障的情况下可能的最大故障电流，这是因为它最多等于在支路中与闭合开关串联连接的电流限制器的限制电流的总和。例如，如果电流限制器13、23、33、15、25和35各自具有等于电流限制器的标称电流In的两倍的限制电流，则具有N个MMC变流器，最大故障电流Idm被定义为Idm＝N*2*In。更一般地说，开关112、113、212、223、313和323中的每一个将具有至少等于的电流中断能力PdC，其中Cli是第i个MMC变流器的保护电路的电流限制器的限制电流。
-然后通过控制开关223和323的断开来消除故障电流。在用于断开开关223和323的命令的发送与它们的有效断开之间(例如，考虑到与故障电流的中断相关的机电延迟)，这里观察到17ms的延迟。因此，开关223和323的断开在t＝29ms时发生；
-然后恢复网络1上的电压。在此阶段，激活MMC变流器16、26和36的内部保护。对于使用三相整流器的MMC变流器，如果这些MMC变流器直流输入端上的电压超过标称电压的约0.7倍，那么这些MMC变流器只能恢复其电压和功率控制。流过电流限制器15、25和35的电流逐渐下降。在t＝37ms时，互连节点10、20和30的本地网络接口上的相应电压达到标称电压的0.7倍；
-MMC变流器16、26和36分别被互连节点10、20和30通知它们本地网络接口上的相应电压达到标称电压的0.7倍。然后，MMC变流器16、26和36恢复它们的电压控制，以便将高压线路120和130上的电压恢复到标称值。MMC变流器16、26和36的输出电压也逐渐恢复到标称电平。
然后，电流限制器15、25和35再次被激活到电阻状态并且被标称电流穿过。这些电流限制器15、25和35不能在不中断其导电的情况下返回超导状态。通过测量每个MMC变流器16、26和36中的电流并通过测量互连节点10、20和30的本地网络接口上的电压，可以在每个保护电路内确定短路故障已经被隔离。此时，开关12、22和32闭合。来自MMC变流器16、26和36的电流然后分别流过处于超导状态的电流限制器13、23和33。然后来自MMC变流器16、26和36的电流不再流过电流限制器15、25和35。
当开关12、22和32有效闭合时，MMC变流器16、26和36的输出电压等于互连节点10、20和30的相应本地网络接口上的电压。然后可以恢复MMC变流器16、26和36的电力控制。然后也可以恢复通过高压线路120和130的电流。
在安全时间延迟之后，可以断开开关14、24和34，使得电流限制器15、25和35可以逐渐返回到它们的超导状态以供以后使用。
观察到在50ms的时段之后在故障隔离下网络1现在再次起作用。
在支路中快速开关与每个电流限制器串联的使用特别允许在减少的时间内为MMC变流器16、26和36重新建立标称电流。
有利地，电流限制器13和15、电流限制器23和25或电流限制器33和35可以使用相同的冷却罐，以限制它们的成本。

Claims (13)

1.一种保护高压DC电网(1)的方法，所述电网包括：
-高压电线(120、130、230)；
-三个互连节点(10、20、30)，每个节点包括：
-公共网络接口，包括至少两个受控开关并且呈现相应的电流中断能力，公共网络接口经由连接到其两个相应受控开关的两条高压线路连接到其他互连节点，使得每条高压线路在端部处连接在两个受控开关之间；
-本地网络接口；
-三个本地网络，连接到相应互连节点(10、20、30)的本地网络接口，每个本地网络包括：
-MMC变流器(16、26、36)；
-连接在该MMC变流器和该本地网络的互连节点的本地网络接口之间的保护电路，所述保护电路包括并联连接的第一支路和第二支路，所述第一支路包括第一受控开关(14)和第一短路电流限制器(15)，所述第二支路包括第二受控开关(12)和第二短路电流限制器(13)；
所述方法包括以下步骤：
-初始地保持所述第一受控开关(14)闭合，所述第二受控开关(12)断开；
-测量公共网络接口的每个所述受控开关中的电压和电流；
-对于连接到高压线路一端的所述受控开关中的每个，至少向互连节点传送流过该受控开关的电流的方向或者断开位于所述高压线路另一端的受控开关的命令，该互连节点包括连接到该高压线路另一端的受控开关；
-连接到故障高压线路的每个互连节点：
-根据针对连接到该故障高压线路的该互连节点的受控开关测量的电流和电压并根据针对连接到该故障高压线路另一端的受控开关传送的电流方向，或者根据断开该互连节点的受控开关的命令，识别该高压线路上的故障，以及
-验证流过连接到该故障高压线路的该互连节点的受控开关的电流低于该受控开关的电流中断能力，并控制该受控开关断开；然后
-对于MMC变流器(16、26、36)中的每个，验证在其公共网络接口的受控开关上测量的电压已超过验证阈值，然后其保护电路的第二受控开关闭合。
2.如权利要求1所述的保护高压DC电网(1)的方法，其中，所述第一和第二短路电流限制器(13、15、23、25、33、35)是超导类型的，所述方法还包括在闭合所述第二受控开关(12、22、32)之后断开所述第一受控开关(14、24、34)。
3.如权利要求1和2中任一项所述的保护高压DC电网的方法，其中，受保护电网的公共网络接口的所述受控开关各自呈现出至少等于的电流中断能力PdC，其中N为MMC变流器的数量，Cli为第i个MMC变流器的保护电路的第一电流限制器的限制电流。
4.如前述权利要求中任一项所述的保护高压DC电网(1)的方法，其中，所述电网的公共网络接口的受控开关是机械断路器。
5.如前述权利要求中任一项所述的保护高压DC电网的方法，其中，每个MMC变流器的所述验证电压阈值等于其标称电压的至少70％。
6.如前述权利要求中任一项所述的保护高压DC电网的方法，其中所述MMC变流器是半桥型的。
7.如前述权利要求中任一项所述的保护高压DC电网的方法，包括以下步骤：
-对于连接到高压线路一端的所述受控开关中的每个，向互连节点传送其测量的电压和电流，该互连节点包括连接到该高压线路另一端的受控开关；
-根据针对连接到该故障高压线路的受控开关测量的电流和电压并根据针对连接到该故障高压线路另一端的受控开关传送的电流和电压，识别该高压线路上的故障。
8.一种高压DC电网(1)，其特征在于，包括：
-高压电线(120、130、230)；
-三个互连节点(10、20、30)，每个节点包括：
-公共网络接口，包括至少两个受控开关并且呈现相应的电流中断能力，所述公共网络接口经由连接到其两个相应受控开关的两条高压线路连接到其他互连节点，使得每条高压线路在端部处连接在两个受控开关之间；
-本地网络接口；
-三个本地网络，连接到相应互连节点(10、20、30)的本地网络接口，每个本地网络包括：
-MMC变流器(16、26、36)；
-连接在该MMC变流器和该本地网络的互连节点的本地网络接口之间的保护电路，该保护电路包括并联连接的第一支路和第二支路，所述第一支路包括第一受控开关(14)和第一短路电流限制器(15)，所述第二支路包括第二受控开关(12)和第二短路电流限制器(13)；
-控制和监测电路，其配置为：
-初始地保持所述第一受控开关闭合，所述第二受控开关断开；
-测量公共网络接口的每个所述受控开关中的电压和电流；
-对于连接到高压线路一端的所述受控开关中的每个，至少向互连节点传送流过该受控开关的电流的方向或者断开位于该高压线路另一端的受控开关的命令，该互连节点包括连接到该高压线路另一端的受控开关；
-根据针对该本地网络的连接到该故障高压线路的受控开关测量的电流和电压并根据针对连接到该故障高压线路另一端的受控开关传送的电流的方向，或者根据断开该本地网络的该受控开关的命令，识别该高压线路上的故障，以及
-验证流过该本地网络的连接到该故障高压线路的受控开关的电流低于该受控开关的电流中断能力，并控制该受控开关断开；然后
-对于MMC变流器(16、26、36)中的每个，验证其电压已超过阈值并使其保护电路的第二受控开关闭合。
9.如权利要求8所述的高压DC电网(1)，其中所述第一和第二短路电流限制器(13、15、23、25、33、35)是超导类型的，所述控制和监测电路被配置为在闭合所述第二受控开关(12、22、32)之后断开所述第一受控开关(14、24、34)。
10.如权利要求8和9中任一项所述的高压DC电网(1)，其中，受保护电网的公共网络接口的所述受控开关各自呈现出至少等于的电流中断能力PdC，其中N为MMC变流器的数量，Cli为第i个的MMC变流器的保护电路的第一电流限制器的限制电流。
11.如权利要求8到10中任一项所述的高压DC电网(1)，其中，所述电网的公共网络接口的受控开关是机械断路器。
12.如权利要求8到11中任一项所述的高压DC电网(1)，其中，每个MMC变流器的所述验证电压阈值等于其标称电压的至少70％。
13.如权利要求8到12中任一项所述的高压DC电网(1)，其中所述MMC变流器是半桥型的。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3493386B1 (en) * 2016-08-01 2020-04-22 Mitsubishi Electric Corporation Electric power control system, and control device
CN108829989B (zh) * 2018-06-22 2022-04-01 国网江苏电力设计咨询有限公司 含有超导直流限流器的柔性直流系统直流侧主回路参数设计方法
JP7414132B2 (ja) * 2020-05-18 2024-01-16 日本電信電話株式会社 給電システム、保護協調方法、及びプログラム
FR3111747A1 (fr) * 2020-06-22 2021-12-24 Centralesupelec Procédé d’isolation d’un conducteur d’une ligne de transmission de puissance haute tension continue
DE102022124365A1 (de) * 2022-09-22 2024-03-28 TenneT TSO GmbH Elektrisches Netzwerk zur Hochspannungsgleichstromübertragung
WO2024199682A1 (en) * 2023-03-30 2024-10-03 Hitachi Energy Ltd A protection method for an electrical distribution system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631795A (en) * 1993-05-25 1997-05-20 Hochiki Corporation Line fault monitoring apparatus
US20070139832A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Ls Industrial Systems Co., Ltd Electric power circuit protecting apparatus using superconductor
CN102549907A (zh) * 2009-07-31 2012-07-04 阿尔斯通格瑞德英国有限公司 具有主动故障电流限制的变换器
CN103403991A (zh) * 2011-03-11 2013-11-20 Abb技术有限公司 Dc电网和限制dc电网中故障的影响的方法
CN103501108A (zh) * 2013-10-24 2014-01-08 深圳威迈斯电源有限公司 高压直流供电线路的防冲击保护电路及其实现方法
CN105453214A (zh) * 2013-06-11 2016-03-30 超级电力研究所有限公司 真空切换组件

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294068A (ja) * 1999-04-05 2000-10-20 Mitsubishi Electric Corp 超電導限流装置
TW200924276A (en) * 2007-11-28 2009-06-01 Murata Manufacturing Co Low-voltage control high-frequency switch and composite high frequency component
FR3042656B1 (fr) * 2015-10-16 2017-12-01 Inst Supergrid Equipement d’interconnexion pour reseau haute tension continue

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631795A (en) * 1993-05-25 1997-05-20 Hochiki Corporation Line fault monitoring apparatus
US20070139832A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Ls Industrial Systems Co., Ltd Electric power circuit protecting apparatus using superconductor
CN102549907A (zh) * 2009-07-31 2012-07-04 阿尔斯通格瑞德英国有限公司 具有主动故障电流限制的变换器
CN103403991A (zh) * 2011-03-11 2013-11-20 Abb技术有限公司 Dc电网和限制dc电网中故障的影响的方法
US20140002943A1 (en) * 2011-03-11 2014-01-02 Abb Technology Ag Dc grid and a method of limiting the effects of a fault in a dc grid
CN105453214A (zh) * 2013-06-11 2016-03-30 超级电力研究所有限公司 真空切换组件
CN103501108A (zh) * 2013-10-24 2014-01-08 深圳威迈斯电源有限公司 高压直流供电线路的防冲击保护电路及其实现方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUSTINE DESCLOUX 等: "Protection system for meshed HVDC network using superconducting fault current limiters", 《IEEE GRENOBLE CONFERENCE》 *
刘高任 等: "适用于直流电网的组合式高压直流断路器", 《电网技术》 *

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