CN218940937U - 一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置 - Google Patents

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苏寅生
辛清明
谢惠藩
刘洪涛
曹润彬
郭龙
卢毓欣
黄碧月
李凌飞
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CSG Electric Power Research Institute
China Southern Power Grid Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置，包括开关管、电阻器和第一避雷器，开关管、电阻器和第一避雷器依次串联，开关管的输入端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输入端，第一避雷器的输出端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输出端。当直流输电系统发生暂态故障时，开关管导通，开关管导通后，电阻器和第一避雷器的串联回路投入直流输电系统，依靠第一避雷器的低参考电压，实现电流的转移以及平波电抗器的旁路，从而改变直流回路的谐振特性，同时通过电阻器传入提升谐振的阻尼，从而避免直流侧谐振的发生，达到了抑制直流输电系统在暂态故障下的直流侧回路谐振的效果。

Description

一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置
技术领域
本发明涉及直流输电系统谐振抑制技术领域，尤其涉及一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置。
背景技术
直流输电系统由电力电子逆变侧构成，而逆变侧的运行将主要依赖于控制系统。控制系统的引入使整个系统存在负阻尼的可能，尤其是在一次阻抗相对较低的情况，增大了系统弱阻尼或负阻尼的可能，从而导致系统在扰动情况下不衰减甚至谐波放大。
在实际的直流输电系统运行过程中，仍然存在控制系统负阻尼作用带来的直流侧的谐振振荡，且直流侧回路谐振的发生往往具有随机性，在一定的暂态故障下才会激发谐振，如出现直流侧故障或出现直流线路雷击等暂态运行方式。为保证直流输电系统的安全稳定运行，有必要采取有效措施以抑制直流输电系统直流侧谐振的发生。
发明内容
本发明提供了一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置，用于抑制直流输电系统在暂态故障下的直流侧回路谐振。
有鉴于此，本发明提供了一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置，包括开关管、电阻器和第一避雷器；
开关管、电容器和第一避雷器依次串联，开关管的输入端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输入端，第一避雷器的输出端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输出端。
可选地，还包括第二避雷器；
第二避雷器并联在平波电抗器的两端。
可选地，第二避雷器的额定电压为平波电抗器的1.33倍。
可选地，第一避雷器的额定电压为平波电抗器额定电压的30％。
可选地，开关管为IGBT或IGCT。
可选地，电阻器的取值为：
Figure BDA0003997030680000021
其中，R为电阻器的阻值，Urate为平波电抗器的额定电压，Irate为平波电抗器的额定电流。
与现有技术相比，本发明提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置具备以下优点：
本发明提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，包括开关管、电阻器和第一避雷器，开关管、电阻器和第一避雷器依次串联，开关管的输入端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输入端，第一避雷器的输出端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输出端。当直流输电系统发生暂态故障时，开关管导通，开关管导通后，电阻器和第一避雷器的串联回路投入直流输电系统，依靠第一避雷器的低参考电压，实现电流的转移以及平波电抗器的旁路，从而改变直流回路的谐振特性，同时通过电阻器传入提升谐振的阻尼，从而避免直流侧谐振的发生，达到了抑制直流输电系统在暂态故障下的直流侧回路谐振的效果。
同时，本发明提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置借用原有的平波电抗器进行谐波抑制，达到了节省设备成本，减少投资效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明中提供的一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置的电路结构示意图；
图2为本发明中提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置的安装位置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本发明中提供了一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置的实施例，包括开关管Q、电阻器R和第一避雷器F1；
开关管Q、电阻器R和第一避雷器F1依次串联，开关管Q的输入端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器L输入端，第一避雷器F1的输出端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器L输出端。
需要说明的是，本发明实施例中提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置100并联在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器L的两端，如图2所示。当直流输电系统发生暂态故障时，开关管Q导通，开关管导通后，电阻器R和第一避雷器F1的串联回路投入直流输电系统，依靠第一避雷器F1的低参考电压，实现电流的转移以及平波电抗器L的旁路，从而改变直流回路的谐振特性，同时通过电阻器R传入提升谐振的阻尼，从而避免直流侧谐振的发生，达到了抑制直流输电系统在暂态故障下的直流侧回路谐振的效果。开关管Q可选为IGBT或IGCT。第一避雷器F1的主要实现平波电抗器L旁路作用，因此，第一避雷器F1的额定电压取值远低于平波电抗器L的额定电压，本发明中，第一避雷器F1的额定电压取值为平波电抗器L的额定电压的30％。
在一个实施例中，在平波电抗器L的两端并联第二避雷器F2。第二避雷器F2用于保护平波电抗器，其额定电压为平波电抗器L的额定电压的1.33倍。
电阻器R主要是为了增强回路阻尼，其取值不宜过大，否则将导致该串联回路无法旁路平波电抗器，本发明实施例中，电阻器R的取值按以下公式选取：
Figure BDA0003997030680000031
其中，R为电阻器的阻值，Urate为平波电抗器的额定电压，Irate为平波电抗器的额定电流。
本发明提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，包括开关管、电阻器和第一避雷器，开关管、电阻器和第一避雷器依次串联，开关管的输入端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输入端，第一避雷器的输出端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输出端。当直流输电系统发生暂态故障时，开关管导通，开关管导通后，电阻器和第一避雷器的串联回路投入直流输电系统，依靠第一避雷器的低参考电压，实现电流的转移以及平波电抗器的旁路，从而改变直流回路的谐振特性，同时通过电阻器传入提升谐振的阻尼，从而避免直流侧谐振的发生，达到了抑制直流输电系统在暂态故障下的直流侧回路谐振的效果。
同时，本发明提供的直流输电系统直流侧谐振抑制装置借用原有的平波电抗器进行谐波抑制，达到了节省设备成本，减少投资效果。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种直流输电系统直流侧谐振抑制装置，其特征在于，包括开关管、电阻器和第一避雷器；
开关管、电容器和第一避雷器依次串联，开关管的输入端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输入端，第一避雷器的输出端并接在直流输电系统的换流器直流输出侧的平波电抗器输出端。
2.根据权利要求1所述的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，其特征在于，还包括第二避雷器；
第二避雷器并联在平波电抗器的两端。
3.根据权利要求2所述的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，其特征在于，第二避雷器的额定电压为平波电抗器的1.33倍。
4.根据权利要求1所述的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，其特征在于，第一避雷器的额定电压为平波电抗器额定电压的30％。
5.根据权利要求1所述的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，其特征在于，开关管为IGBT或IGCT。
6.根据权利要求1所述的直流输电系统直流侧谐振抑制装置，其特征在于，电阻器的取值为：
Figure FDA0003997030670000011
其中，R为电阻器的阻值，Urate为平波电抗器的额定电压，Irate为平波电抗器的额定电流。
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