【《直流电网系统恢复的传统重合闸策略概述》2300字】

直流电网系统恢复的传统重合闸策略概述目录TOC\o"1-3"\h\u26460直流电网系统恢复的传统重合闸策略概述 178711.1保护整体时序 144321.2传统重合闸策略 296381.2.1原理 2168891.2.2过电压冲击的产生 3186041.3小结 5直流电网的系统恢复可以通过直流断路器重合闸实现。架空线路作为远距离大功率输电的首要选择，会使线路发生暂时性故障的概率大大增加。故障隔离后，经过一段时间的去游离过程，应及时有效地进行系统恢复，使线路尽快回归正常工作状态。为此必须配备合理且高效的重合闸策略。首先，故障线路隔离后，在重合闸动作之前应留有充足的去游离时间，保证线路绝缘恢复。其次，面对不同的故障类型，直流断路器应及时地做出相应的动作，在重合于永久性故障时，直流断路器要快速地再次断开，否则系统将在短时间内连续遭受两次故障冲击，对线路的绝缘水平和以及电气设备、电力电子装置的使用寿命产生极大的不良影响，因此断路器必须快速进行第二次关断，隔离故障线路，降低对电力系统及直流断路器的性能损害，减少线路及电力电子设备损坏的风险；而在重合于暂时性故障时，要能够有效实现系统恢复，同时不产生电压高频振荡，避免过量的电压冲击可能带来的问题。故重合闸过程中应设置有效识别故障类型的指标，可通过分析故障电流的流通路径来判断。本章将基于混合式直流断路器动作过程，对传统的重合闸方式进行研究，分析其原理与暂态过程。1.1保护整体时序故障保护的基本时序如图1.1所示。重合时，若线路故障没有清除，重合不会成功，则将继续进行数次重合闸尝试，直到判断系统发生的故障类型为永久性故障，不再重合。重合闸次数将根据直流断路器设备能力等因素综合确定。图SEQ图\*ARABIC3.1保护整体时序t1时刻故障发生；t1~t2一段时间继电保护系统开始动作，直流断路器关断，故障线路切除；t2~t3一段时间线路进行去游离过程，保证线路绝缘恢复到正常水平；t3~t4一段时间，断路器进行第一次重合尝试，若重合成功，则系统恢复正常工作状态，若重合不成功，直流断路器再次关断，准备下一次的重合；t4~t5一段时间线路再次进行去游离过程，恢复绝缘；t5~t6一段时间，断路器进行第二次重合尝试，重合成功，则系统恢复正常工作状态；如果故障仍未消除无法成功重合，则断定故障类型为永久性故障，直流断路器再次关断，停止重合尝试，故障线路不再接入电网系统。1.2传统重合闸策略1.2.1原理重合闸过程即投入转移支路，MOV耗能支路不再接入。线路电流通过转移支路开始流通，断路器两端电压逐渐减小，经过短时间的故障电流检测，判断出故障类型并采取相应动作，最后电流转回到主支路，重合闸成功，线路恢复正常工作状态。而现有的混合式直流断路器同步重合闸的方式，就是将转移支路同步投入，其各级转移支路及主支路的重合闸时序如图1.2所示。图1.2转移至路分级投入重合闸时序给转移支路的所有电力电子器件同时施加正向导通信号，使电流从耗能支路全部转移过来。此时，电流只通过转移支路流经断路器，通过检测流过转移支路的电流是否正常，就可以判断线路故障是否清除。若是出现故障电流，说明系统内故障点依旧存在，则不能继续进行重合闸，立即闭锁全部转移支路的电力电子器件，使故障电流再次回归到耗能支路，耗能支路MOV组再次进行能量的泄放，使故障电流逐渐减小至0，直流断路器断开，线路进入去游离过程。若是转移支路电流检测正常，说明故障已清除，闭合主支路的电力电子模块和机械开关，关断转移支路电力电子器件，使电流重新流过主支路，重合闸成功。同步重合是通过检测转移支路电流，通过判断是否流过了故障电流来判断故障类型，并由此决定下一步动作。是基于混合式直流断路器正常工作原理的一种比较基础的重合闸方式。1.2.2过电压冲击的产生然而，同步投入转移支路的传统重合闸策略面临一个重要问题。接下来将以等效电路及叠加定理的分析方法来研究重合闸过程中的母线、直流断路器、直流线路的电压变化。图1.2是混合式直流断路器的几个重合瞬态过程等效电路。重合之前，直流断路器两端电压为母线电压与故障线路电压之差U0，此时线路的稳态状态等效电路如图1.2（1）所示，等效为在只看做开关的直流断路器内部，母线和故障线路中间串联了一个稳压直流电源，幅值为U0。重合闸完成后，线路恢复正常工作状态，经过一段时间达到稳态，故障已经消除的线路电压数值恢复为母线电压，直流断路器两端承受电压则恢复为0，此时线路的稳态状态等效电路如图1.2（2）所示，相当于原故障线路与母线之间仅连接有只视作开关的直流断路器。结合图1.2（1）和图1.2（2），可以得出如图1.2（3）所示的重合完成后的等效电路，原故障线路与母线之间串联两个大小都为U0、极性相反的直流稳压电源。应用叠加定理进行分解，图1.2（3）可整理出图1.2（1）所示重合前的等效电路和图1.2（4）所示重合时刻叠加的等效电路。（1）重合前状态（2）重合后状态（3）重合后等效电路（4）重合瞬间附加状态图1.2断路器重合暂态过程图9（4）是重合瞬间在电路原有基础上附加了一个阶跃直流电压源，其大小为-U0，极性与母线对线路的电压相反。通过分析这个突然串入的高电压直流电源，可以看出线路中必然会出现高额的du/dt，电压突变，系统瞬间出现过电压冲击，高频振荡。这极可能导致线路及设备绝缘破坏、电力电子器件损坏等不良后果，对整个直流电网系统产生不可忽视的影响。总之，发生瞬时性故障或永久性故障时，采用转移支路同步投入的传统重合闸策略，都会产生过电压冲击。其根本原因在于母线与直流线路之间存在较大电压差。为解决这一问题，需要从解决重合瞬间的电压差角度出发，设计另一种减小过电压冲击的优