一种可控避雷器及降低操作过电压的方法、系统技术方案

本申请公开了一种可控避雷器及降低操作过电压的方法、系统，针对避雷器残压问题提出改进措施，将直流断路器中的避雷器替换为可控避雷器，动态改变避雷器的伏安特性，从而降低直流断路器中避雷器的残压。其中可控避雷器由受控元件和固定元件构成的避雷器本体、可控开关；受控元件和固定元件串联，可控开关并联于受控元件的两端。通过由本申请可控避雷器构成的直流断路器应用于柔性直流配电网，可以降低系统绝缘水平，提高系统可靠性。从而解决了现有技术要求系统的绝缘水平较高、且系统可靠性较差的技术问题。较差的技术问题。较差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可控避雷器及降低操作过电压的方法、系统


[0001]本申请涉及电力
，尤其涉及一种可控避雷器及降低操作过电压的方法。

技术介绍

[0002]近年来，基于电压源换流器的柔性直流输电凭借其电能质量高、有功无功解耦控制、不存在换相失败的问题、可以向无源系统供电、占地面积小等优点，成为解决可再生能源大规模并网、海岛输电等问题的重要技术手段，受到了广泛关注，成为电力系统发展的重要方向之一。直流断路器可以在毫秒级的时间内切除短路电流，避免故障造成整个柔性直流系统停运，在柔性直流输电系统中至关重要。
[0003]当柔直配电网线路侧发生短路故障时，故障线路两端直流断路器动作切除故障电流，断路器两端电压较高，当断路器端电压超过避雷器动作电压时，电流换流至避雷器支路，避雷器吸收能量，此时直流断路器两端的最大电压与避雷器电压基本一致，直流断路器避雷器残压是造成柔直配电网过电压的主要原因。现有技术主要是通过在系统中布置避雷器的方式来限制由避雷器残压引起的系统过电压，但是该技术方案要求整个系统的绝缘水平较高、且系统可靠性得不到保障。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种可控避雷器及降低操作过电压的方法、系统，用于解决现有技术要求系统的绝缘水平较高、且系统可靠性较差的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种可控避雷器，所述可控避雷器包括：
[0006]由受控元件和固定元件构成的避雷器本体、可控开关；
[0007]所述受控元件和所述固定元件串联，所述可控开关并联于所述受控元件的两端，其中，所述受控元件的额定电压和所述避雷器本体的额定电压之比为可控比；
[0008]所述可控避雷器应用于直流断路器。
[0009]可选地，所述可控开关为：电力电子开关。
[0010]可选地，所述可控开关为：可控间隙。
[0011]本申请第二方面提供一种降低操作过电压的方法，所述方法包括：应用于上述第一方面所述的可控避雷器组成的柔性直流系统，方法包括：
[0012]当柔性直流系统为正常运行状态时，控制可控开关为断开状态，并对避雷器本体的电压进行检测；
[0013]当检测到避雷器本体的电压高于设定的动作阈值时，控制可控开关为闭合状态，使得可控避雷器的受控元件短路。
[0014]可选地，所述当柔性直流系统为正常运行状态时，控制可控开关为断开状态，并对避雷器本体的电压进行检测，之后还包括：
[0015]柔性流电网线路侧发生短路故障后，故障线路两端的直流断路器进行动作，从而在线路产生过电压。
[0016]本申请第三方面提供一降低操作过电压的系统，所述系统包括：
[0017]检测模块，用于当柔性直流系统为正常运行状态时，控制可控开关为断开状态，并对避雷器本体的电压进行检测；
[0018]第一控制模块，用于当检测到避雷器本体的电压高于设定的动作阈值时，控制可控开关为闭合状态，使得可控避雷器的受控元件短路。
[0019]可选地，还包括：
[0020]第二控制模块，用于柔性流电网线路侧发生短路故障后，故障线路两端的直流断路器进行动作，从而在线路产生过电压。
[0021]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
[0022]本申请提供了一种可控避雷器及降低操作过电压的方法、系统，针对避雷器残压问题提出改进措施，将直流断路器中的避雷器替换为可控避雷器，动态改变避雷器的伏安特性，从而降低直流断路器中避雷器的残压。其中可控避雷器由受控元件和固定元件构成的避雷器本体、可控开关；受控元件和固定元件串联，可控开关并联于受控元件的两端。通过由本申请可控避雷器构成的直流断路器应用于柔性直流配电网，可以降低系统绝缘水平，提高系统可靠性。从而解决了现有技术要求系统的绝缘水平较高、且系统可靠性较差的技术问题。
附图说明
[0023]图1为本申请实施例中提供的一种可控避雷器的结构示意图；
[0024]图2为本申请实施例中提供的一种降低操作过电压的方法流程示意图；
[0025]图3为本申请实施例中提供的一种三端柔性直流配电网的结构示意图；
[0026]图4a为采用非可控避雷器时关键点的电压波形示意图；
[0027]图4b为采用可控比为15％的可控避雷器时关键点的电压波形示意图；
[0028]图4c为采用可控比为25％的可控避雷器时关键点的电压波形示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0030]请参阅图1，图1为本申请实施例中提供的一种可控避雷器的结构示意图。
[0031]本申请实施例提供的一种可控避雷器，包括：：由受控元件和固定元件构成的避雷器本体、可控开关；受控元件和固定元件串联，可控开关并联于受控元件的两端，其中，受控元件的额定电压和避雷器本体的额定电压之比为可控比；可控避雷器应用于直流断路器。
[0032]需要说明的是，本申请的可控避雷器是一种通过动态改变金属氧化物避雷器的伏安特性达到限压的目的的新型设备，其拓扑结构如图1所示。它在结构上由避雷器本体和可控开关构成，避雷器本体由受控元件和固定元件两部分串联组成，可控开关可采用电力电子开关或可控间隙，与受控元件并联组成可控部分。
[0033]受控元件的额定电压与避雷器本体的额定电压之比为可控比，是可控避雷器的一
个关键参数。可控避雷器固定元件和受控元件的额定电压的选取需考虑：1)固定元件和受控元件的额定电压之和满足系统绝缘配合要求；2)固定元件的额定电压能保证线路中的能量能通过避雷器安全释放，且不超过固定元件吸收能量的上限。可控比过高则系统能量不能完全通过避雷器释放，可控比低则降低过电压效果较弱。
[0034]以上为本申请实施例提供的一种可控避雷器的实施例，以下为本申请实施例提供的一种降低操作过电压的方法的实施例。
[0035]请参阅图2，图2为本申请实施例中提供的一种降低操作过电压的方法流程示意图。
[0036]步骤201、将直流断路器中的避雷器替换为可控避雷器。
[0037]需要说明的是，在柔性直流配电网中，线路侧发生短路故障，线缆两端直流断路器动作，当端电压超过避雷器动作电压时，电流换流至避雷器支路，避雷器吸收能量，而避雷器残压会引起系统过电压的问题。本申请提供了一种可控避雷器降低直流断路器操作过电压的方法，将直流断路器的避雷器替换为可控避雷器，改变其伏安特性，降低系统过电压水平和绝缘要求，提高系统可靠性。
[0038]步骤202、当柔性直流系统为正常运行状态时，控制可控开关为断开状态，并对避雷器本体的电压进行检测。
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控避雷器，其特征在于，包括：由受控元件和固定元件构成的避雷器本体、可控开关；所述受控元件和所述固定元件串联，所述可控开关并联于所述受控元件的两端，其中，所述受控元件的额定电压和所述避雷器本体的额定电压之比为可控比；所述可控避雷器应用于直流断路器。2.根据权利要求1所述的可控避雷器，其特征在于，所述可控开关为：电力电子开关。3.根据权利要求1所述的可控避雷器，其特征在于，所述可控开关为：可控间隙。4.一种降低操作过电压的方法，其特征在于，应用于由权利要求1
‑
3中任意一项所述的可控避雷器组成的柔性直流系统，方法包括：当柔性直流系统为正常运行状态时，控制可控开关为断开状态，并对避雷器本体的电压进行检测；当检测到避雷器本体的电压高于设定的动作阈值时，控制可控开关为闭合状态，使得可控...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵紫辉，杨昆，陈建福，李建标，刘尧，钱利宏，郭晓燕，向真，刘超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，
类型：发明
国别省市：