直流開關設備在換流站中的運用

凌寒凝 楊熙

摘 ? 要：為了讓直流輸電技術能夠迅速發展，就需要對直流轉換開關合理設計，直流開關設備在國內的應用相對來說已經十分廣泛。本文以直流開關設備原理為基準，對結構參數進行研究，重點對換流站中直流開關設備的運用展開講述。

關鍵詞：直流開關設備 ?換流站 ?運用

中圖分類號：TM721.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（a）-0082-02

高壓直流輸電技術在世界范圍中使用十分廣泛，這種方式具有的優點頗多，不僅結構相對來說比較簡單，線路方面的造價也相對較低，具有較小的損耗，不容易老化，壽命十分長，輸送距離不會受到相應的限制。直流開關設備在換流站中運用廣泛，具有較大的發展前景。

1 ?直流轉換開關

1.1 轉換運行方式

雙級處于正常的運行狀態時，雙級兩端的中性點會處于接地的位置，有5個點會處于閉合狀態，3個點處于斷開狀態。電流的回路通過圖1表示，直流電流主要的通道是兩根導線，一根是正導線，另一根是負導線，電流方向相反。當雙級對稱運行的時候，不同級中存在的電流會不相等，接地極出現的電流就屬于兩級電流之差。

1.2 單極大地回線運行轉換為單極金屬回線運行方式

單極大地回線線路在運行的過程中可以對接地極周圍的金屬構件造成電化學腐蝕的影響，這就會對其長期的運行造成嚴重的影響，需要及時轉換運行方式，讓其變成單極金屬回線的運行方式[1]。根據順序將S18、S28打開，將S17、S27、S15、S25、ERTB閉合，讓極2導線可以和大地回線并聯在一起，連接方式為并聯，這種狀態下并聯回路中現有的電流和電阻就會呈現反比例的形態，圖2是單極大地回線運行方式圖。

1.3 單極金屬回路運行方式轉換成雙極兩端中性點接地運行方式

對換流閥實施相應的檢修，金屬回路的運行方式也需要進行轉變，將金屬回路變成常態的運行狀態。對這種運行方式在轉換的時候需要讓兩端中性點的部位有效連接在一起，這就會讓整個金屬運行處于一個相反的狀態[2]。將其中的S13、S23、MRTB有效閉合起來，就會形成一個電流回路，然后打開ERTB、S15、S17、S27，然后閉合S18、S28，然后對接地運行方式進行轉換，圖3是大地回線和金屬回線并聯運行圖。

轉換開關有兩種，一種是MRTB，另一種是ERTB。但是，這和一般的運行條件存在不同。有效斷開直流電流，讓并聯的回路能夠有效斷開，將其中一個回路直接斷開，讓電流能夠順利的進入另外一個回路中。大地回路中也存在電阻，這種電阻的阻值比較小。輸電線路中存在的導線和金屬回路中的電阻二者關聯頗深，當回路中出現的電流十分小的時候就需要將直流電流全部斷開，當其他的回路電阻過于大的時候，直流電流在斷開的條件下會十分小。

1.4 直流轉換開關和直流電流的分斷

目前，高壓直流輸電系統中已經對直流轉換開關進行應用，主要應用的形式有兩種，分別是：無源型自激振蕩型、有源型強迫振蕩型。通過對比可以得出，后者對較大的直流電路分斷起來相對來說會更加容易，但是前者相對來說在開關結構上相對會比較緊湊，花費的造價比較低廉，很容易使用和維護，具有較高的可靠性，所以具備更高的優勢。

2 ?直流旁路開關

2.1 直流旁路開關的作用

高壓直流系統中存在的電壓如果過高，旁路開關具有重大的作用，當換流橋處于流動狀態的時候，不會對剩余的換流橋運行造成嚴重的影響。在運行中使用已經閉鎖的換流橋，這就會對已經展開投運的換流橋實施確切的功率輸送。

當換流橋被旁路開關所控制的時候，電路處于并聯的狀態，旁路開關更會是分閘狀況。當換流橋附屬系統有故障發生的時候，處于計劃檢修的需求，需要對旁路開關、隔離開關實施良好的操作，使換流橋退出運行。對換流橋實施檢修的時候需要采取隔離措施，讓換流橋能夠處于一種隔離的狀態，確保換流橋可以正常運行。做好換流橋的修復之后，就需要對旁路開關實施操作，確保換流橋可以正常運行。

2.2 操作時序

第一，合閘旁路開關時，換流橋處于并聯運行下換流橋就會進入閉鎖狀態逐漸從運行中退出。旁路開關如果是分閘情況，電流僅僅會通過換流橋。檢修故障的時候，旁路開關會是合閘狀態，換流橋與旁路開關是直流電流的必經之路，閉鎖過程中很容易引發觸發脈沖，直流電流就會緩慢經過開關的支路。第二，電路并聯且處于閉鎖時，換流橋會二次展開運行，換流橋進入閉鎖狀況時，電流就會從支路流過。對旁路開關發下分閘指令的時候，旁路開關就會在電流過零的時候熄弧，并斷開開關。

3 ?結語

直流輸電系統中存在的設備十分多，直流轉換開關、直流旁路開關都是非常具有代表性的設備，能夠對直流輸電系統進行轉換，確保直流輸電系統可以安全運行，充分發揮直流輸電的優點，讓直流輸電能夠得到較大的發展未來擁有更大廣闊的前景。

參考文獻

[1] 裘鵬，黃曉明，王一，等.高壓直流斷路器在舟山柔直工程中的應用[J].高電壓技術，2018， 44（2）：403-408.

[2] 佚名.大容量靜止無功發生器在高壓直流輸電中的應用[J].云南電力技術，2018，46（4）：95-98.

[3] 彭添，何暢，卓然，等.±800kV特高壓直流隔離開關抗震性能分析[J].智能電網，2017，5（2）：111-117.