柔性直流输电系统采用无间隙金属氧化物避雷器(MOA)作为过电压保护的关键设备,它对过电压进行限制,对设备提供保护;
综合考虑系统最大持续运行电压、荷电率、保护水平和能量要求等因素,选择避雷器参数。
(5)测量设备
电子式电压互感器和电子式电流互感器
柔直测量设备难点:速度要求高,延时要求高。为了避免短路故障电流造成IGBT器件损坏,对于阀控系统的过流保护动作的快速性有着苛刻的要求,要求采集桥臂电流的互感器信号传输延时小于100um.准确测量故障时电流上升过程,高采样速度、宽量程。 采样频率 采样延时 量程 常规直流测量要求 10kHz 0.5ms 6.0~7.0pu 柔性直流测量要求 50kHz 100us 15.0pu (6)换流阀
换流阀是柔性直流输电换流站中的核心设备,用于实现交\\直和直\\交变换。
图2.14 半桥式MMC子模块拓扑 如图2.14所示半桥式MMC子模块的基本构成为:T1:上管IGBT; T2:下管IGBT ;T3:晶闸管;R1:均压电阻;C1 支撑电容; S1:旁路开关。
半桥式MMC子模块核心元件及作用:
IGBT作用:核心控制器件,通过控制其开通与关断,从而控制子模块输出电压
图2.15 IGBT符号及实物图 电容作用:支撑和稳定子模块电压,提供电压源的核心元件
图2.16 电容实物图 均压电阻作用:1)均衡子模块电压2)停运检修时的泄放回路 图2.17 均压电阻实物图 水冷板(散热器)作用:IGBT的水冷却
图2.18 水冷板(散热器)实物图 高压取能电源作用:从电容取电,为子模块控制器提供控制电源。 图2.19 高压取能电源实物图 子模块控制器作用:接收阀控设备的控制信号,对子模块进行投入和切除操作、晶闸管触发操作、旁路开关合闸操作,同时向阀控反馈子模块运行状态、故障状态信息
图2.20 子模块控制器实物图 旁路开关作用:对故障子模块进行旁路操作,实现子模块的冗余控制
图2.21 旁路开关实物图 晶闸管作用:对故障子模块进行旁路操作进行过流保护