CN210350802U - 一种共用接地极直流输电系统电路 - Google Patents

Abstract

本申请一种共用接地极直流输电系统电路，将单极金属回线回路通过接地极接地，单极大地回线运行方式与单极金属回线运行方式相互转换时，使中性母线高速接地开关保持断开状态，逆变侧接地开关保持闭合状态，解决了当两个直流系统共用接地极时，其中一个直流输电系统处于单极大地方式运行，另一个直流系统处于由单极大地回线方式运行转为单极金属回线方式运行的过程中，直流电流经接地极线路流入另一个直流输电系统的换流站内接地网，影响直流输电系统运行状态的正常转换、换流器内变压器的正常工作与人身安全。

Description

一种共用接地极直流输电系统电路

技术领域

本实用新型涉及高压直流输电系统控制保护技术领域，具体涉及一种共用接地极直流输电系统电路。

背景技术

直流输电系统正常运行时为双极运行方式，当直流某一极发生故障或停运时，系统自动转换为单极大地回线方式运行。由于在单极大地运行方式下，直流电流经交流系统变压器中性点流入变压器，将会引起中性点接地变压器直流偏磁增大，影响变压器正常运行，同时大直流电流通过大地，会对接地极附近的生态造成影响。为了降低因故障造成的单极大地回线运行方式运行时间，减小对系统及生态的影响，在故障情况下，需将单极大地回线运行方式转为单极金属回线运行方式。当故障极恢复后，先将单极金属回线方式转换为单极大地回线方式运行，再恢复为双极方式运行。为了提高直流输电系统运行的可靠性和直流输电系统的可用率，一般需要在直流输电系统不停运的情况下进行带负荷转换运行方式。

现有技术中单极大地回线方式运行示意图如图1所示，单极金属回线方式运行示意图如图2所示，图中条纹代表闭合状态，纯色代表断开状态。单极金属回路逆变侧的中性母线与站内接地网相连，闭合逆变侧的中性母线高速接地开关Q96(0040)开关，通过站内接地网接地。单极大地回线运行方式转换为单极金属回线运行方式时，转换过程的开关状态示意图由图3所示，逆变侧先合上Q96，再断开Q5。单极金属回线运行方式转换为单极大地运行方式时，转换过程的开关状态示意图由图4所示，逆变侧先合上Q5，再断开Q96。由此可见在转换过程中Q5与Q96存在同时合闸的情况，站内接地网与接地极同时被接通。如图5所示，当两个直流系统共用接地极，一直流系统A以单极大地回线方式运行，另一直流系统B在单极大地回线转单极金属回线的过程中，逆变侧接地开关Q5与中性母线高速接地开关Q96同时处于合闸状态时，将会存在直流电流经过A系统的逆变侧接地开关Q5后经接地极线路流入换流站内接地网，经Q96流入B系统的风险。一方面，A直流输电系统的直流电流经接地极流入直流输电系统B的换流站内接地网，换流站的站内接地网过流，超过站内接地网电流承受能力而引起保护动作导致跳闸，影响直流输电系统B进行单极大地回线方式和单极金属回线方式运行状态的转换，降低系统运行的可靠性。另一方面，流入站内接地网的电流将导致换流变压器产生直流偏磁，影响换流站内变压器等设备的正常运行。再一方面，流入站内接地网的电流会在站内产生跨步电压，跨步电压超过人体安全允许值将影响工作人员的人身安全。

实用新型内容

基于此，本实用新型旨在提供一种共用接地极直流输电系统电路，将单极金属回线通过接地极接地，站内接地网中无电流通过。解决了当两个直流系统共用接地极时，直流电流经接地极线路流入换流站内接地网从而影响直流输电系统运行状态的正常转换、换流器内变压器的正常工作与工作人员的人身安全的问题。

本实用新型一种共用接地极直流输电系统电路，包括：金属回线转换开关MRTB、大地回线转换开关GRTS、中性母线高速接地开关HSGS、逆变侧接地开关。

闭合单极整流侧与逆变侧线路上的第一开关组合、金属回线转换开关MRTB以及逆变侧接地开关，将接地极与单极主回路构成单极大地方式运行回路；闭合单极整流侧与逆变侧线路上的第二开关组合、大地回线转换开关GRTS、逆变侧接地开关，将单极主回路与对极线路构成单极金属回线方式运行回路；

单极大地回线运行方式与单极金属回线运行方式相互转换时，中性母线高速接地开关HSGS保持断开状态，逆变侧接地开关保持闭合状态。

优选地，逆变侧接地开关为高速接地开关。

优选地，金属回线转换开关MRTB、大地回线转换开关GRTS为具有电流分断能力的断路器。

优选地，单极金属回线运行方式的接地极母线差动保护87EB的判据为：

|I_dE-I_{dL_op}-I_dEE1-I_dEE2-I_dSG|＞Δ

其中，Δ为根据工程实例确定的保护定值，I_dE、I_{dL_op}、I_dEE1、I_dEE2、I_dSG为所述电路中对应测量点的电流测量值，I_{dL_op}为I_dE对极测量点的测量值。

优选地，站内接地网过流保护76SG的保护判据为：

|I_dEE1+I_dEE2+I_dSG|＞Δ

其中，Δ为根据工程实例确定的保护定值，I_dE、I_{dL_op}、I_dEE1、I_dEE2、I_dSG为所述电路中对应测量点的电流测量值，I_{dL_op}为I_dE对极测量点的测量值。

本实用新型申请一种共用接地极直流输电系统电路，将单极金属回线方式运行时接地方式由站内接地网改为接地极接地，在单极大地回线方式与单极金属回线方式相互转换过程中，中性母线高速接地开关保持断开状态，逆变侧接地开关保持闭合状态。当两个直流输电系统共用接地极时，一个直流系统以单极大地回线方式运行，另一个直流输电系统在单极大地回线方式转换为单极金属回线方式运行的过程中，由于站内接地网与直流输电系统断开，站内接地网中无电流流过，将不会存在直流电流经接地极线路流入换流站内接地网的风险。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有如下优点：

本实用新型申请一种共用接地极直流输电系统电路，将单极金属回线通过站外接地极接地，单极大地回线方式与单极金属回线方式的相互转换过程中，中性母线高速接地开关保持断开状态，逆变侧接地开关保持闭合状态，站内接地网中无电流通过。避免了当两个直流系统共用接地极时，一直流系统A以单极大地回线方式运行，另一直流系统B在单极大地回线转单极金属回线的过程中，逆变侧接地开关与中性母线高速接地开关同时处于合闸状态时，将会存在直流电流经过A系统的逆变侧接地开关后经接地极线路流入换流站内接地网，经中性母线高速接地开关流入B系统的问题。保证了直流输电系统运行状态的正常转换，提高系统正常运行与流站内变压器等设备正常运行的可靠性，保证工作人员的人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1现有技术直流输电系统极1单极大地回线方式运行示意图；

图2现有技术直流输电系统极1单极金属回线方式运行示意图；

图3现有技术直流输电系统单极大地回线运行方式转单极金属回线运行方式开关动作流程图；

图4现有技术直流输电系统单极金属回线运行方式转单极大地回线运行方式开关动作流程图；

图5现有技术共用接地极直流输电系统相互影响示意图；

图6本实用新型一种实施例中直流输电系统极1单极金属回线方式运行示意图；

图7本实用新型一种实施例中直流输电系统单极大地回线运行方式转单极金属回线运行方式开关动作流程图；

图8本实用新型一种实施例中直流输电系统单极金属回线运行方式转单极大地回线运行方式开关动作流程图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1与图6，图中条纹代表闭合状态，纯色代表断开状态。本实施例提供一种共用接地极直流输电系统电路，包括：单极整流侧与逆变侧线路上的第一开关组合、单极整流侧与逆变侧线路上的第二开关组合、大地回线转换开关Q94、金属回线转换开关Q95、中性母线高速接地开关Q96、逆变侧接地开关Q5。

所述单极整流侧与逆变侧线路上的第一开关组合为整流侧的Q4、Q6、Q53、Q54与逆变侧的Q53，所述单极整流侧与逆变侧线路上的第二开关组合为整流侧的Q1、Q3、Q91与逆变侧的Q1、Q91。所述中性母线高速接地开关Q96一侧与换流站内接地网相连接，另一侧与逆变侧接地开关Q5相连接，所述逆变侧接地开关Q5一侧与中性母线高速接地开关Q96相连接，另一侧与换流站外接地极引线相连接。

直流输电系统极1单极大地回线运行方式转换为直流输电系统极1单极金属回线运行方式的开关动作顺序流程图如图7所示，首先整流侧断开Q53、Q54，合上Q1、Q3、Q91，逆变侧断开Q53断开，合上Q1、Q91；接着整流侧合上Q94；判断极2线路电流是否大于零，若极2线路电流没有大于零则禁止断开整流侧Q95，若极2线路电流大于零则断开整流侧Q95；接着判断接地极电流是否为零，若接地极电流不为零则合上整流侧Q95，若接地极电流为零，则断开整流侧的Q4、Q6，逆变侧Q96与Q5不动作，即Q96保持断开，Q5保持闭合，单极金属回线运行方式通过接地极接地。

直流输电系统极1单极金属回线运行方式转换为直流输电系统极1单极大地回线运行方式的开关动作顺序流程图如图8所示，首先整流侧合上Q11、Q6、Q4，逆变侧合上Q11，Q5、Q96不动作，即Q5保持闭合，Q96保持断开；接着合上整流侧Q95；判断接地极电流是否大于零，若接地极电流没有大于零则禁止断开整流侧Q94，若接地极电流大于零则断开整流侧Q94；接着判断极2线路电流是否为零，若极2线路电流不为零则合上Q94，若极2线路为零，则断开整流侧的Q91、Q3、Q1，合上Q54，逆变侧断开Q91、Q1，合上Q53，此时直流输电系统由极1单极金属回线运行方式向直流输电系统极1单极大地回线运行方式转换完成。

下面介绍本实用新型的另一个实施例，本实施例提供单极金属回线接地方式由站内接地网接地改为接地极接地后保护判据的改变。

现有技术请参考图2单极金属回线的接地方式为站内接地网接地，单极金属回线接地极母线差动保护87EB的原保护判据为：

|I_dE-I_{dL_op}-I_dSG|＞Δ

76SG保护主要是用于保护站内接地网不因为过流受损，定值整定跟站内接地网的耐受能力配合，内接地网过流保护76SG原保护判据为：

|I_dSG|＞Δ

本实用新型将单极金属回线接地方式由站内接地网接地改为站外接地极钳位，请参考图6中直流输电系统以极1单极金属回线方式运行时各电流测量点示意图，电路中增加了接地极电流I_dEE1和I_dEE2。此时不存在站内接地网与接地极同时被接通的情况，单极金属回线接地极母线差动保护87EB的保护判据修改为：

|I_dE-I_{dL_op}-I_dEE1-I_dEE2-I_dSG|＞Δ

单极金属回线站内接地网过流保护76SG的保护判据修改为：

|I_dEE1+I_dEE2+I_dSG|＞Δ

其中，Δ为根据工程实例确定的保护定值，I_dE、I_{dL_op}、I_dEE1、I_dEE2、I_dSG为所述电路中对应测量点的电流测量值，I_{dL_op}为I_dE对极测量点的测量值，当测量值经过以上运算后结果大于保护定值将触发保护动作。在判据中加上I_dSG的测量值是为了防止中性母线接地开关因脱合或误合而造成站内接地网过流。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种共用接地极直流输电系统电路，包括：金属回线转换开关MRTB、大地回线转换开关GRTS、中性母线高速接地开关HSGS、逆变侧接地开关，其特征在于，

闭合单极整流侧与逆变侧线路上的第一开关组合、金属回线转换开关MRTB以及逆变侧接地开关，将接地极与单极主回路构成单极大地方式运行回路；闭合单极整流侧与逆变侧线路上的第二开关组合、大地回线转换开关GRTS、逆变侧接地开关，将单极主回路与对极线路构成单极金属回线方式运行回路；

单极大地回线运行方式与单极金属回线运行方式相互转换时，中性母线高速接地开关HSGS保持断开状态，逆变侧接地开关保持闭合状态。

2.根据权利要求1所述的一种共用接地极直流输电系统电路，其特征在于，所述逆变侧接地开关为高速接地开关。

3.根据权利要求1所述的一种共用接地极直流输电系统电路，其特征在于，所述金属回线转换开关MRTB、大地回线转换开关GRTS为具有电流分断能力的断路器。

4.根据权利要求1所述的一种共用接地极直流输电系统电路，其特征在于，

单极金属回线运行方式的接地极母线差动保护87EB的判据为：

|I_dE-I_{dL_op}-I_dEE1-I_dEE2-I_dSG|＞Δ

其中，Δ为根据工程实例确定的保护定值，I_dE、I_{dL_op}、I_dEE1、I_dEE2、I_dSG为所述电路中对应测量点的电流测量值，I_{dL_op}为I_dE对极测量点的测量值。

5.根据权利要求1所述的一种共用接地极直流输电系统电路，其特征在于，

站内接地网过流保护76SG的保护判据为：

|I_dEE1+I_dEE2+I_dSG|＞Δ

其中，Δ为根据工程实例确定的保护定值，I_dE、I_{dL_op}、I_dEE1、I_dEE2、I_dSG为所述电路中对应测量点的电流测量值，I_{dL_op}为I_dE对极测量点的测量值。

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