混合式高压直流断路器供能系统设计

• 作者: 许元震 谢晔源 吕玮 王文杰 杨兵
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 直流断路器 混合式 隔离供能 变压器 多级串联 温升 均压
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 大功率电力电子与智能输配电|High-power Electrical Electronics and Intelligent Transmission and Distribution
• 页码范围: 3856-3863
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200528020

摘要

混合式高压直流断路器正常工作时,无法与柔性直流换流阀模组一样通过直流电容取能,也无法与交流系统如电子式互感器一样直接利用交变的系统电流电磁耦合获取能量.为此,针对500 kV混合式高压直流断路器内不同部件的负载特性,提出了多目标分层次的工频隔离供能系统方案,采用对地隔离、层间隔离和阀组隔离等手段解决了混合式直流断路器正常运行和开断瞬间过电压情况下不同带电位部件的供能难题.针对最为关键的对地隔离供能变压器,首先研究了多级串联变压器暂、稳态工况下的均压特性,提出了相应均压措施,然后通过理论计算和仿真进行了供能变压器的电磁场、损耗和温升设计,最后将所提出的供能系统在500 kV混合式直流断路器中进行了试验验证.试验结果表明:按照混合式直流断路器内部不同部件的负载特性进行多目标供能,可显著地降低供能变压器的总体容量要求,从而减小设备体积和研制难度;通过多级分层次的隔离,降低了单个隔离供能设备的绝缘水平,且易于实现;通过合理的暂、稳态均压措施,供能变压器可满足不均压系数小于5％,雷电冲击电压1 550 kV,操作冲击电压1 300 kV,并且内部温升不大于40 K的技术指标要求.