本技术介绍了一种新型可控避雷系统,该系统采用全控与半控混合开关技术,由固定部和可控部串联组成。可控部至少包含一个可控模块,每个模块集成第二避雷器,旨在提升雷电防护效率和系统稳定性。
背景技术
随着电力系统的电压等级显著提高,其过电压水平快速增长。但电力系统中电力电子器件对过电压十分敏感,导致电力电子器件存在电压利用率低、成本过高的问题。尤其在高海拔地区,由于空气稀薄、大气压力及密度小、空气电气强度降低等原因,电力设备绝缘变得十分脆弱。为保证电网建设的经济性和电能传输的可靠性,过电压需要被深度抑制。高压直流工程中,直流侧过电压主要靠避雷器抑制。但为保证避雷器的可靠性,其荷电率不能过高,这导致其保护性能不理想。
此外目前还经常采用直流耗能装置进行深度抑制直流侧过电压,其能将过电压限制在1.1p.u.以下,过电压抑制效果很好。然而,通过消纳系统盈余功率实现降低过电压水平,使它只适用于抑制电压上升率很低且峰值时间很长的过电压,如柔性直流系统交流侧短路故障在直流侧产生的峰值时间在百毫秒数量级的过电压,却无法抑制电压上升率很高的过电压,如柔性直流系统直流侧故障极短路在非故障极产生的峰值时间在十微秒级的过电压。同时其使用大量全控型电力电子器件和独立的水冷系统导致其成本增高。
针对上述问题,进一步采用由可控部分和固定部分级联组成的可控避雷器装置,其固定部分主要包含避雷器,可控部分主要由避雷器和旁路开关并联组成。其通过在系统发生过电压时导通旁路开关减少接入系统的避雷器数量来解耦荷电率和暂态压比最终实现深度抑制过电压,具有成本低、电压电流变化率低和电磁兼容性能好等优势。但目前半控型开关只能导通旁路可控部分而不能断开,其导致可控避雷器只能投入而不能退出。为避免这个问题,固定部分避雷器的额定电压需要足够高,但这牺牲了可控避雷器的抑制能力。这使得电力系统即使恢复额定电压,避雷器也有可能通过电流,因此现有可控避雷器的电压抑制能力有限,其无法实现安全可靠的过电压抑制。
实现思路