專利名稱：換流站的制作方法
換流站技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于將AC系統(tǒng)連接到雙極HVDC輸電線的換流站 (converter station),所述換流站包括兩個(gè)換流器，每個(gè)換流器都具有 DC側(cè)和AC側(cè)，所述DC側(cè)一方面連接到高電位的所述輸電線的兩個(gè)極 中的相應(yīng)極，另一方面連接到用于該極的中性母線，該中性母線為通過(guò)接 地而處于零電位的由所述換流器共用的DC中性i殳備的中性母線，所述 AC側(cè)連接到所述AC系統(tǒng)，所述DC中性設(shè)備具有連接到兩個(gè)電極線的 部件，并且所述DC中性設(shè)備設(shè)置有第一DC斷路器，使得能夠在換流站 的雙極操作中將從一個(gè)極的中性母線到另 一個(gè)極的中性母線的第 一 電流 路徑斷開(kāi)，從而改變?yōu)閱螛O操作，所述換流站還包括控制裝置，所述控制 裝置被配置為通過(guò)控制所述第一 DC斷路器以斷開(kāi)所述兩個(gè)中性母線之 間的所述電流路徑，來(lái)控制從雙極操作到單極操作的所述改變，并且建立 到所述電極線連接部件的電流路徑以使來(lái)自所述一個(gè)極的電流轉(zhuǎn)向所述 電極線連接部件。這種到單極操作的改變可以用于隔離系統(tǒng)的故障區(qū)段并 用于改變?yōu)榻饘倩芈?metallic return )。本發(fā)明不限于地和HVDC (高壓直流，High Voltage Direct Current)輸電線的每個(gè)所述極之間的任何具體的電壓7jC平，但是本發(fā)明特別適用于500kV以上的電壓，這意味著所述輸電線傳輸大量功率，并且換流站所屬 的輸電系統(tǒng)要求有非常高級(jí)別的可靠性。本發(fā)明也不限于通過(guò)所述輸電線 的所述極的任何具體的電流水平，但是優(yōu)選所述線的額定電流是lkA以 上。圖1示意性地示出了這種類(lèi)型的HVDC輸電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。其示 出換流站1、 2如何布置在具有兩個(gè)極4、 5的HVDC輸電線3的每一端， 兩個(gè)極4、 5中的一個(gè)是正極性的，另一個(gè)是負(fù)極性的。AC系統(tǒng)6、 6，通 過(guò)變壓器7、 7'連接到每個(gè)換流站，以獲得所述DC系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)碾妷核?平。AC系統(tǒng)可以是任意類(lèi)型的具有發(fā)電機(jī)的發(fā)電廠形式的發(fā)電系統(tǒng)或者 是連接到例如工業(yè)區(qū)和社區(qū)的電力消費(fèi)者的用電系統(tǒng)或用電網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)換流站具有兩個(gè)換流器8、 9,每個(gè)換流器具有DC側(cè)，所述DC側(cè)一方 面分別連接到相應(yīng)的所述兩個(gè)極4、 5，另一方面連接到換流器共用的DC 中性設(shè)備10，所述DC中性設(shè)備10的低壓側(cè)接地以在每個(gè)極上限定一定 的電壓。每個(gè)換流器8、 9可以用串聯(lián)連接的例如兩個(gè)或者三個(gè)的換流器 組來(lái)代替，以獲得高電壓，該高電壓可以是800kV量級(jí)的。換流器包括 多個(gè)已知結(jié)構(gòu)的電流閥，例如12脈沖橋結(jié)構(gòu)。換流器可以是線換向電流 源型換流器(line commutated Current Source Converter )，其中，例如晶 閘管的開(kāi)關(guān)元件在所述AC系統(tǒng)中的AC電流的過(guò)零點(diǎn)處關(guān)斷。換流器還 可以是強(qiáng)制換向電壓源型換-虎器(forced commutated Voltage Source Converter),其中所述開(kāi)關(guān)元件是才艮據(jù)脈寬調(diào)制(PWM， Pulse Width Modulation)模式來(lái)控制的關(guān)斷的器件。HVDC輸電系統(tǒng)相對(duì)于AC輸電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于顯著降低的損耗， 該損耗是由輸電線的各端處的兩個(gè)換流站之間的輸電線產(chǎn)生的，然而換流 站通常在HVDC輸電系統(tǒng)中比在AC輸電系統(tǒng)中更昂貴。因此，HVDC 輸電系統(tǒng)通常在例如幾百千米的長(zhǎng)距離上傳輸通常是GW級(jí)的大功率。 這意味著，如果由于例如接地故障造成輸電線的兩個(gè)極同時(shí)跳閘(trip) 即斷開(kāi)，則對(duì)于所連接的AC系統(tǒng)而言后果可能非常嚴(yán)重。如果所述AC 系統(tǒng)屬于向大城市供電的主系統(tǒng)，則這種雙極跳閘可能導(dǎo)致供給所述主系 統(tǒng)電力大大降低，從而在該系統(tǒng)中可能產(chǎn)生不穩(wěn)定，然后還可能使其它部 分失效。對(duì)于連接的AC系統(tǒng)而言，如果僅有一個(gè)極跳閘，所造成的后果 還不及兩個(gè)極都跳閘的嚴(yán)重性的一半。本發(fā)明涉及在引言中限定的這種類(lèi) 型的換流站的可靠性，其與所述DC中性設(shè)備的運(yùn)行密切相關(guān)，圖2示出 已知的換流站中的傳統(tǒng)DC中性設(shè)備。該設(shè)備10具有連接到一個(gè)換流器 8的低壓側(cè)的中性母線11和連接到另一個(gè)換流器9的低壓側(cè)的中性母線 12。中性母線通過(guò)串聯(lián)連接的兩個(gè)第一DC斷路器13、 14以及與每個(gè)DC 斷路器13、 14相關(guān)聯(lián)的隔離開(kāi)關(guān)15、 16而彼此連接。與一個(gè)中性母線相 關(guān)聯(lián)的第一 DC斷路器及隔離開(kāi)關(guān)和與另一個(gè)中性母線相關(guān)聯(lián)的第一 DC 斷路器及隔離開(kāi)關(guān)之間的串聯(lián)連接的中間點(diǎn)17通過(guò)包括隔離開(kāi)關(guān)的線 18，隔離開(kāi)關(guān)連接到部件19，而部件19連接到從換流站延伸到電極站22 的兩個(gè)電極線20、 21,下面將進(jìn)一步說(shuō)明其運(yùn)行。DC中性設(shè)備10還包 括接地開(kāi)關(guān)23,接地開(kāi)關(guān)23經(jīng)由包括隔離開(kāi)關(guān)的線連接到點(diǎn)24、 24，， 點(diǎn)24、 24，處于與每個(gè)中性母線11、 12相關(guān)聯(lián)的隔離開(kāi)關(guān)和笫一DC斷路 器之間。具有圖2所示的這種已知的DC中性設(shè)備的換流站的運(yùn)行如下。在假設(shè)作為整流器工作的換流站的雙極操作期間，在負(fù)極性極5中的電流流到 換流器9，并且通過(guò)中性母線12進(jìn)一步流到中性母線11，中性母線ll所 具有的第一DC斷路器13、 14和第一DC斷路器13、 14之間的隔離開(kāi)關(guān) 15、 16閉合。電流進(jìn)一步流過(guò)換流器8，并根據(jù)箭頭25流到HVDC輸電 線的具有正極性的另一個(gè)極4。線18中到電極線連接部件19的隔離開(kāi)關(guān) 閉合，以定義中性點(diǎn)的零電位。
我們假設(shè)現(xiàn)在在極4的DC側(cè)出現(xiàn)接地故障，且圖3示出了換流站尤 其是其DC中性設(shè)備將如何動(dòng)作。換流器8的電流閥通過(guò)旁路對(duì)而被阻斷， 這意味著串聯(lián)連接的電流閥被啟動(dòng)(fired )，從而將AC側(cè)旁路以保護(hù)所 述AC系統(tǒng)6和連接到其的設(shè)備。這些旁路對(duì)在DC極4和DC中性設(shè)備 之間形成低阻抗連接。用點(diǎn)示出電流如何流到接地故障點(diǎn)26。然而，迅 速將接地故障點(diǎn)26隔離以維持另 一個(gè)極5工作是很重要的。線18的隔離 開(kāi)關(guān)閉合以形成到電極線連接部件19并且通過(guò)電極線20、 21到電極站 22的電流路徑。現(xiàn)在，兩個(gè)電流路徑共享極5的DC電流， 一個(gè)經(jīng)由電 極線到地，另一個(gè)經(jīng)由另一個(gè)極4到接地故障點(diǎn)。兩個(gè)電流路徑各有大約 一半的電流。為了隔離接地故障點(diǎn)，第一DC斷路器13斷開(kāi)，使得全部 電流通過(guò)電極線流到電極站。當(dāng)DC斷路器13斷開(kāi)時(shí)，中性母線處的隔 離開(kāi)關(guān)15和15，以及極4處的隔離開(kāi)關(guān)27被斷開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障極4的 隔離。
如果DC斷路器13沒(méi)有使通過(guò)其的電流下降到零，即沒(méi)有將電流換 流到電極線，則DC斷路器13將重新閉合。然后，接地開(kāi)關(guān)23閉合作為 DC斷路器13的備用，同時(shí)在中性母線12和地之間形成低阻抗連接。然 后，"正常，，極5的幾乎所有的電流向下進(jìn)入站接地網(wǎng)(station earth grid )， 因而通過(guò)另一個(gè)極4的電流下降到幾乎為零，使得隔離開(kāi)關(guān)15、 27和15' 可以被斷開(kāi)以實(shí)現(xiàn)隔離。當(dāng)極4被隔離時(shí)，接地開(kāi)關(guān)23為斷開(kāi)，所有電 流被換流到電極線。然后，換流站和HVDC輸電系統(tǒng)處于單極操作，從 而仍可以傳送雙極操作中一半的功率。如果需M持系統(tǒng)的單極操作以不 對(duì)電極站的地充太多電，則盡可能快地、通常是在約一分鐘之內(nèi)，通過(guò)將 開(kāi)關(guān)和隔離開(kāi)關(guān)閉合以根據(jù)箭頭28轉(zhuǎn)移電流從而形成通過(guò)電極站的金屬 回路而不是地回路，可以獲得中性母線12到極4的連接。
如果接地故障點(diǎn)出現(xiàn)在另一個(gè)極5處，DC中性設(shè)備的不同元件的操 作也是相對(duì)應(yīng)的，使得斷路器14和隔離開(kāi)關(guān)16斷開(kāi)，以便將電流傳導(dǎo)到 電極站等等。這種已知的換流站的DC中性設(shè)備提供了相當(dāng)好的可靠性，但是仍有 些缺點(diǎn)。其不能分離兩個(gè)電極線，這意味著如果在兩個(gè)電極線中的一個(gè)中 出現(xiàn)接地故障，則整個(gè)電極站連接將出現(xiàn)故障，使得可能出現(xiàn)有害的系統(tǒng) 雙^JI匕閘。當(dāng)沒(méi)在使用時(shí)，也不能檢查每個(gè)電極線的正確工作。其它缺點(diǎn) 在于，上述的接地開(kāi)關(guān)是第一DC斷路器13、 14中的每一個(gè)的備用，由 于在接地開(kāi)關(guān)的閉合期間有大電流通過(guò)，所以將抬高接地網(wǎng)的電位。換流 站的變壓器的中性點(diǎn)連接到該接地網(wǎng)，并且該電位升高引起通過(guò)變壓器的 DC電流，從而帶來(lái)另一個(gè)極也可能跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。另一個(gè)不利之處是在換 流站的雙極操作期間不能對(duì)第一DC斷路器進(jìn)行維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在引言中限定的類(lèi)型的換流站，其減少了這種已 知的換流站的上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供這種換流站來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的，其中，所述中性設(shè) 備設(shè)置有用于所述電極線中的每個(gè)電極線的單獨(dú)的所述連接部件以及用 于將每個(gè)中性母線連接到所述兩個(gè)電極線連接部件中的任選一個(gè)的裝置。 由于在換流站的雙極操作期間可以獨(dú)立地檢查每一個(gè)電極線和連接到該 電極線的設(shè)備的正常運(yùn)行，因此這基本上可以降低換流站所屬的HVDC 輸電系統(tǒng)雙核J^閘的風(fēng)險(xiǎn)，從而可以保證在需要使用這些電極線時(shí)，這些 電極線可以正常地運(yùn)行。此外，如果在電極線中的一個(gè)出現(xiàn)接地故障，則 所討論的中性母線在改變?yōu)閱螛O操作時(shí)會(huì)通過(guò)所述連接到另 一個(gè)電極線 的裝置，該故障電極線被隔離，從而不會(huì)危害所述單極操作。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述連接裝置包括用于第一線中的每個(gè)所述 中性母線的至少一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和/或DC斷路器，所述第一線與包括所述 第一 DC斷路器的所述第一電流路徑分離并且將該母線連接到與該母線 相關(guān)聯(lián)的所述電極線連接部件中的一個(gè)；以及在比所述至少一個(gè)隔離開(kāi)關(guān) 和/或斷路器更靠近相應(yīng)的母線的位置將所述兩個(gè)第 一線進(jìn)行互連的第二 線中的至少一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和DC斷路器。這意味著，每一個(gè)中性母線可以 通過(guò)所述DC斷路器和/或隔離開(kāi)關(guān)的操作被連接到所述電極線連接部件 中的任選一個(gè)或者兩個(gè)，以便當(dāng)在電極線中的一個(gè)出現(xiàn)接地故障時(shí)將電極 線中的任意一個(gè)斷開(kāi)來(lái)隔離接地故障，或者在單極操作期間檢查狀態(tài)或進(jìn) 行維護(hù)。根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，所述互連第二線設(shè)置有在每一側(cè)與隔離
開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的DC斷路器。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，所述連接裝置包括用于每個(gè)第一線的 串聯(lián)連接的DC斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)，每個(gè)所述第一線用于將中性母線連 接到所述電極線連接部件中的一個(gè)，且所述DC斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)比所 述互連第二線與該第一線的連接點(diǎn)更靠近所述中性母線。這意味著除所述 第一電$絲徑之夕卜，在所述兩個(gè)中性母線之間還可以建立具有串聯(lián)連接的 至少兩個(gè)DC斷路器的另外的電流i M圣，這意味著在換流站的雙極操作期 間可以對(duì)該附加電流路徑以及所述第一電流路徑的所述第一 DC斷路器 進(jìn)行維護(hù)。此外，當(dāng)所述第二線設(shè)置有DC斷路器時(shí)，其還可以用作所述 第一線的兩個(gè)DC斷路器的備用。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述DC中性設(shè)備包括附加的第二DC 斷路器，所述附加的第二DC斷路器與在所述兩個(gè)中性母線之間的所述第 一電流路徑中的所述第一 DC斷路器串聯(lián)連接，以用于換流站的雙極操 作。這意味著，在要斷開(kāi)電流路徑以使電流轉(zhuǎn)向電極站時(shí)，這兩個(gè)串聯(lián)連 接的DC斷路器彼此作為備用，所以可以避免在斷路器中的一個(gè)不能使通 過(guò)其的電流的下降到零的情況下使接地開(kāi)關(guān)閉合。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述第一電流路徑中的所述第一DC斷 路器和第二 DC斷路器之間的中間點(diǎn)通過(guò)第一隔離開(kāi)關(guān)連接到將HVDC 輸電線的所述兩個(gè)極互連的線的中間點(diǎn)，所述第一隔離開(kāi)關(guān)被配置為在換 流站的雙極操作中斷開(kāi)，將所述兩個(gè)極進(jìn)行互連的線在所述中間點(diǎn)的兩側(cè) 設(shè)置有隔離開(kāi)關(guān)，所述控制裝置被配置為在所述兩個(gè)極中的 一個(gè)to匕閘之 后在換流站的單極操作中控制所述第 一 隔離開(kāi)關(guān)閉合并且控制連接到所 述一個(gè)極的隔離開(kāi)關(guān)閉合，以形成從另一個(gè)極來(lái)的電流的金屬回路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，換流站包括接地開(kāi)關(guān)，所述接地開(kāi)關(guān)在 所述第一DC斷路器和所述附加的第二DC斷路器之間的點(diǎn)處連接到兩個(gè) 中性母線之間的所述第一電流路徑。這作為在第一以及第二DC斷路器失 效的情況下另外的備用，盡管第一以及第二DC斷路器都失效幾乎是不可 能發(fā)生的。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，所述控制裝置被配置為控制每個(gè)所述第 一線和所述互連第二線中的所述DC斷路器和隔離開(kāi)關(guān)閉合，并且通過(guò)所 述第 一線和所述互連第二線在兩個(gè)中性母線之間建立第二電流路徑，以便 能夠在換流站的雙極操作中對(duì)所述第一電流路徑中的設(shè)備如DC斷路器進(jìn)行維護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，換流站被配置為將AC系統(tǒng)連接到雙極 HVDC輸電線，所述雙極HVDC輸電線被配置為其每個(gè)極和地之間的電 壓超過(guò)200kV，優(yōu)選超過(guò)500kV，更優(yōu)選600kV-1500kV，最優(yōu)選 600kV-1000kV。因?yàn)檩^高的電壓意味著可靠性要求更高，所以根據(jù)本發(fā) 明的換流站通常更為適用于較高的所述電壓，進(jìn)而通過(guò)所述HVDC輸電 線傳輸?shù)碾娏σ哺唷?br> 通過(guò)以下說(shuō)明，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)以及有益特征將變得明顯。


下面，參考附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的換流站進(jìn)行具體的說(shuō)明。 在附圖中
圖l是示出HVDC輸電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的示意圖2是示出HVDC輸電系統(tǒng)的已知換流站中所包含的DC中性設(shè)備 的結(jié)構(gòu)的示意性電路圖3 ^:根據(jù)圖2的DC中性設(shè)備的視圖，用來(lái)解釋在一個(gè)極上出現(xiàn)接 地故障時(shí)該中性設(shè)備的運(yùn)行；以及
圖4是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換流站中的圖2的DC中性i殳^^目應(yīng)視圖。
具體實(shí)施例方式
這里，用104和105表示兩個(gè)極，用111和112表示兩個(gè)中性母線。 這里，認(rèn)為極104、 105分別具有+800kV和-800kV的極性。中性母線111、 112通過(guò)第一電流路徑130彼此連接，在笫一電流路徑130中第一 DC斷 路器131和第二DC斷路器132串聯(lián)連接。每個(gè)DC斷路器被兩個(gè)隔離開(kāi) 關(guān)133-136包圍。
每個(gè)中性母線又經(jīng)由第一線140、 141連接到兩個(gè)單獨(dú)的電極線連接 部件142、 143中的一個(gè)。每個(gè)第一線設(shè)置有凈皮兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)146-149包 圍的DC斷路器144、 145，隔離開(kāi)關(guān)146-149比互連所述兩個(gè)第一線的第 二線150的連接點(diǎn)更靠近所討論的中性母線。該第二線150具有被兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)152、 153包圍的DC斷路器151。此外，每個(gè)第一線具有比第二 線150與所述第一線的互連點(diǎn)更靠近各個(gè)電極線連接部件的隔離開(kāi)關(guān) 160、 161。
接地開(kāi)關(guān)170連接到在具有相關(guān)的隔離開(kāi)關(guān)的兩個(gè)DC斷路器131、 132之間的所述第一電流路徑130，且第一電流路徑130還經(jīng)由隔離開(kāi)關(guān) 180連接到互連HVDC輸電線的所述兩個(gè)極104、105的線181的中間點(diǎn)。 隔離開(kāi)關(guān)180被配置為在換流站的雙極操作時(shí)斷開(kāi)?；ミB兩個(gè)極的線在所 述中間點(diǎn)的兩側(cè)還設(shè)置有隔離開(kāi)關(guān)182、 183。
附圖還示出了如何配置如210所示的多個(gè)直流電流測(cè)量裝置來(lái)監(jiān)控 DC中性設(shè)備的不同部分的運(yùn)行。在圖中還示出了用于電極線阻抗監(jiān)控的 注入電路212和陷波濾波器211。
該中性設(shè)備的運(yùn)行如下。在換流站所屬的HVDC輸電系統(tǒng)的雙極操 作期間，DC斷路器131、 132以及隔離開(kāi)關(guān)133-136閉合，電流在第一電 流路徑130中在兩個(gè)中性母線之間流過(guò)，電流還流過(guò)第二電流路徑，該第 二電流路徑經(jīng)過(guò)閉合的DC斷路器144、 145和隔離開(kāi)關(guān)146-149以及第 二線150的閉合的DC斷路器151和隔離開(kāi)關(guān)152、 153。隔離開(kāi)關(guān)160、 161被閉合以將電極站連接到所述中性母線以便進(jìn)行極性定義。這樣，可 以對(duì)該DC中性設(shè)備的所有設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，而不用在雙極操作中停止供 電?？梢詳嚅_(kāi)所述第一電流路徑130中的DC斷路器，并可以在將兩個(gè)中 性母線之間的電流傳導(dǎo)通過(guò)經(jīng)由第二線150的第二電流路徑的同時(shí)、執(zhí)行 對(duì)第一電流路徑130中的DC斷路器的運(yùn)行的測(cè)試或者維護(hù)。也可以在將 兩個(gè)中性母線之間的電流傳導(dǎo)通過(guò)所述第一電流路徑130的同時(shí)、檢查該 第二電流路徑中的設(shè)備的正確運(yùn)行。還可以檢查兩個(gè)電極線的設(shè)備并對(duì)一 個(gè)電極線的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，而不存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即一個(gè)極的跳閘可能導(dǎo) 致?lián)Q流站的*跳閘。當(dāng)在換流站的雙極操作期間對(duì)例如DC斷路器131 進(jìn)行維護(hù)時(shí)，在斷開(kāi)DC斷路器131之后斷開(kāi)兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)133和134。 相應(yīng)的過(guò)禾呈可以應(yīng)用于DC斷路器132。
現(xiàn)在，我們假設(shè)在極104上出現(xiàn)上面參考圖3所描述的接地故障。然 后，DC斷路器144斷開(kāi)，且如果DC斷路器144重新閉合，則DC斷路 器151作為備用。此外，第一DC斷路器131被控制為斷開(kāi)，當(dāng)這隨后使 電流下降到零時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)133和134中的一個(gè)也將斷開(kāi)。然而，如果第 一 DC斷路器131失效，則第二DC斷路器132作為備用并被控制為斷開(kāi)。 作為又一備用，接地開(kāi)關(guān)170將如圖3所示地運(yùn)行。來(lái)自中性母線112的電流流到電極線連接部件142、 143,并通過(guò)其 流到電極站l卯。如果需要DC斷路器151作為DC斷路器144的備用， DC斷路器151為此被重新閉合。然而，如果在第一電極線191或者與其 相關(guān)聯(lián)的設(shè)備上出現(xiàn)接地故障，則通過(guò)控制DC斷路器151斷開(kāi)、然后使 隔離開(kāi)關(guān)161、 152和153中的任意一個(gè)斷開(kāi)來(lái)使中性母線112和電極線 連接部件142之間的連接斷開(kāi)。另一方面，如果在電極線192或者與其相 關(guān)聯(lián)的任意設(shè)備中出現(xiàn)接地故障，則隔離開(kāi)關(guān)161斷開(kāi)，且來(lái)自中性母線 112的所有電流被傳導(dǎo)到電極線連接部件142。
在將故障區(qū)段隔離之后，可以使隔離開(kāi)關(guān)180和隔離開(kāi)關(guān)182閉合以 形成到極104的電流的金屬回路，同時(shí)使中性母線112到電極站l卯的連 接斷開(kāi)，從而不將太多電流傳導(dǎo)到電極站的地中。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于以上描述的實(shí)施例，很明顯，在不脫離所附權(quán)利 要求所限定的本發(fā)明的基本思想的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)^S午多 變型。
例如，在所述第一電流路徑中，除了串聯(lián)連接兩個(gè)斷路器之外，還可 以串聯(lián)連接其它數(shù)目的斷路器。
此外，例如，可以想到也可以有多于兩個(gè)的電極線連接部件，以便將
多于兩個(gè)的電極線以;M目關(guān)聯(lián)的設(shè)備連接到中性母線。
權(quán)利要求
1.一種用于將AC系統(tǒng)(6)連接到雙極HVDC輸電線(3)的換流站，所述換流站包括兩個(gè)換流器(8、9)，每個(gè)換流器具有DC側(cè)和AC側(cè)，所述DC側(cè)一方面連接到處于高電位的所述輸電線的兩個(gè)極(104、105)中的相應(yīng)極，另一方面連接到用于該極的中性母線(111、112)，該中性母線(111、112)為通過(guò)接地而處于零電位的由所述換流器共用的DC中性設(shè)備(10)的中性母線(111、112)，所述AC側(cè)連接到所述AC系統(tǒng)，所述DC中性設(shè)備具有連接到兩個(gè)電極線(191、192)的部件，并且所述DC中性設(shè)備設(shè)置有第一DC斷路器，使得能夠在換流站的雙極操作中將從一個(gè)極的中性母線到另一個(gè)極的中性母線的第一電流路徑(130)斷開(kāi)，從而改變?yōu)閱螛O操作，所述換流站還包括控制裝置(200)，所述控制裝置(200)被配置為通過(guò)控制所述第一DC斷路器(131)以斷開(kāi)所述兩個(gè)中性母線(111、112)之間的所述電流路徑，來(lái)控制所述從雙極操作到單極操作的改變，并且建立到所述電極線連接部件的電流路徑以使來(lái)自所述一個(gè)極的電流轉(zhuǎn)向所述電極線連接部件，其特征在于，所述中性設(shè)備設(shè)置有用于所述電極線中的每個(gè)電極線的單獨(dú)的所述連接部件(142、143)以及用于將每個(gè)中性母線(111、112)連接到所述兩個(gè)電極線連接部件中的任選一個(gè)的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的換流站，其特征在于，所述連接裝置包括 用于第 一線(140 、 141)中的每個(gè)所述中性母線的至少 一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)(160 、 161)和/或DC斷路器，所述第一線與包括所述第一 DC斷路器的所述第 一電流路徑分離并且將該母線連接到與該母線相關(guān)聯(lián)的所述電極線連接 部件(142、 143)中的一個(gè)；以及在比所述至少一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和/或斷路 器更靠i^目應(yīng)的母線的位置將所述兩個(gè)第一線進(jìn)行互連的第二線(150 ) 中的至少一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)(152、 153)和DC斷路器(151)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的換流站，其特征在于，所述互連第二線(150 ) 設(shè)置有在每一側(cè)與隔離開(kāi)關(guān)(152、 153)串聯(lián)連接的DC斷路器(151)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的換流站，其特征在于，所述連接裝置 包括用于每個(gè)第一線(140、 141)的串聯(lián)連接的DC斷路器(144、 145 ) 以及隔離開(kāi)關(guān)(146-149)，每個(gè)所述第一線(140、 141)用于將中性母線(111、 112)連接到所述電極線連接部件(142、 143)中的一個(gè)，且所述 DC斷路器(144、 145)以及隔離開(kāi)關(guān)(146-149)比所述互連第二線與該 第一線的連接點(diǎn)更靠近所述中性母線。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的換流站，其特征在于，所述 DC中性設(shè)備包括附加的第二 DC斷路器(132 ),所述附加的第二 DC斷 路器(132)與在所述兩個(gè)中性母線之間的所述第一電流路徑(130)中的 所述第一DC斷路器(131)串聯(lián)連接，以用于換流站的雙極操作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的換流站，其特征在于，所述第一電流路徑 (130 )中的所述第一 DC斷路器(131)和第二 DC斷路器(132 )之間的中間點(diǎn)通過(guò)第一隔離開(kāi)關(guān)(180 )連接到將HVDC輸電線的所述兩個(gè)極 (104、 105)互連的線(181)的中間點(diǎn)，所述第一隔離開(kāi)關(guān)被配置為在 換流站的雙極操作中斷開(kāi)，將所述兩個(gè)極進(jìn)行互連的線在所述中間點(diǎn)的兩 側(cè)設(shè)置有隔離開(kāi)關(guān)(182、 183)，所述控制裝置被配置為在所述兩個(gè)極中 的一個(gè)極跳閘之后在換流站的單極操作中控制所述第一隔離開(kāi)關(guān)(180 ) 閉合并且控制連接到所述一個(gè)極的隔離開(kāi)關(guān)閉合，以形成從另一個(gè)極來(lái)的 電5危的金屬回路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的換流站，其特征在于包括接地開(kāi)關(guān)(170), 所述接地開(kāi)關(guān)(170)在所述第一 DC斷路器(131)和所述附加的第二 DC斷路器(132 )之間的點(diǎn)處連接到兩個(gè)中性母線(111、 112 )之間的所 述第一電流路徑(130)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的換流站，其特征在于，所述控制裝置被配 置為控制每個(gè)所述第一線和所述互連第二線中的所述DC斷路器(144、 145、 151)和隔離開(kāi)關(guān)(146-149、 152、 153)閉合，并且通過(guò)所述第一 線(140、 144)和所述互連第二線(150)在兩個(gè)中性母線(111、 112) 之間建立第二電流路徑，以便能夠在換流站的雙極操作中對(duì)所述第 一 電流 路徑(130 )中的設(shè)備如DC斷路器(131、 132)進(jìn)行維護(hù)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的換流站，其特征在于，所述 換流站被配置為將AC系統(tǒng)連接到雙極HVDC輸電線，所述雙極HVDC 輸電線被配置為其每個(gè)極和地之間的電壓超過(guò)200kV,優(yōu)選超過(guò)500kV, 更優(yōu)選600kV畫(huà)1500kV,最優(yōu)選600kV畫(huà)1000kV。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于將AC系統(tǒng)連接到雙極HVDC輸電線的換流站，該換流站具有設(shè)置有第一DC斷路器(131、132)的DC中性設(shè)備，使得能夠在換流站的雙極操作中將從一個(gè)極(105)的中性母線(112)到另一個(gè)極(104)的中性母線(111)的第一電流路徑斷開(kāi)，從而改變?yōu)閱螛O操作以隔離系統(tǒng)的故障區(qū)段，同時(shí)建立到電極線連接部件(142、143)的電流路徑以使來(lái)自所述一個(gè)極(105)的電流轉(zhuǎn)向電極線連接部件。電極線(191，192)中的每個(gè)設(shè)置有單獨(dú)的連接部件(142、143)，并提供了用于將每一個(gè)中性母線連接到兩個(gè)電極線連接部件中的任選一個(gè)的裝置。
文檔編號(hào)H02H7/26GK101297455SQ200680039999
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者烏爾夫·拉德布蘭特, 拉爾斯-埃里克·尤林 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司