用于多端直流输电系统的故障限流器及其参数设定方法

本发明涉及供电设备保护，特别是涉及用于多端直流输电系统的故障限流器及其参数设定方法。

背景技术：

1、在多端直流输电系统（下称系统）中，为防止逆变侧故障端lcc产生较大的过电流，或采用故障端在线投入与退出的方法，或采用lcc和mmc（modular multilevel converter，模块化多电平换流器）相结合的级联型混合直流输电系统。但在线投入与退出故障端无法解决换相失败故障时的系统功率缺失，mmc的容量对整个多端直流输电系统的传输功率具有较大限制，另一方面，mmc的成本远高于lcc。

2、现有技术中，为解决换相失败故障时的系统功率缺失的问题，通常采用fcl（faultcurrent limiter，故障限流器），但现有故障限流器是一次性的，只能工作于单次的换相失败故障，无法在多次换相失败故障发挥作用，需要在实际应用中频繁更换或重置。另一方面，现有故障限流器的结构和工作过程均较为复杂，导致故障限流器自身发生故障的概率较高，且不利于成本控制。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种应用于多端直流输电系统，结构和故障构成更简洁，且具备故障穿越及功率振荡抑制功能的故障限流器及其参数设定方法。

2、本发明提供了用于多端直流输电系统的故障限流器，具体包括：第一晶闸管阀组、第二晶闸管阀组、第三晶闸管阀组、第四晶闸管阀组、换向电容、可变电容器、第一限流电阻和第二限流电阻；

3、第一晶闸管阀组的阳极连接到输入端，阴极连接到输出端；

4、第二晶闸管阀组的阳极连接到输入端，阴极连接到换向电容的一端和第二限流电阻的一端；

5、换向电容的另一端连接到输出端；

6、第二限流电阻的另一端连接到第四晶闸管阀组的阳极；第四晶闸管阀组的阴极经可变电容器接地；

7、第三晶闸管阀组的阳极经第一限流电阻连接到输入端，阴极连接到输出端。

8、优选的，第一晶闸管阀组由一个晶闸管阀构成，或由多个晶闸管阀同向串联或同向并联构成；

9、第二晶闸管阀组由一个晶闸管阀构成，或由多个晶闸管阀同向串联或同向并联构成；

10、第三晶闸管阀组由一个晶闸管阀构成，或由多个晶闸管阀同向串联或同向并联构成；

11、第四晶闸管阀组由一个晶闸管阀构成，或由多个晶闸管阀同向串联或同向并联构成。

12、本发明还提供了用于多端直流输电系统的参数设定方法，具体包括：

13、将故障限流器的输入端连接到整流侧lcc直流线路末端，输出端连接到逆变侧lcc逆变器的直流入口端，并设置故障电流越限值 i1；

14、；

15、公式中， k为故障电流越限系数， i dc为lcc的额定直流电流；

16、其中，

17、；

18、公式中， i c为换向电容的瞬时放电电流； c为换向电容的容量； d为微分符号； u c为换向电容的瞬时放电电压； t为时间； u c为换向电容的初始电压；δ t为时间瞬时变化量；δ u为逆变侧故障端lcc短路后故障线路与大地间的电压差； r1为第一限流电阻的阻值。

19、可见，本发明提供的故障限流器中电气元件数量较少，结构简单，因此发生故障的概率较低，且可通过第二限流电阻、第四晶闸管阀组和可变电容器构成的线路为换向电容充电，实现故障限流器的重复使用。另一方面，较少的电气元件、简单的拓扑结构和无需频繁更换或重置的特性可实现多方面的成本控制。

技术特征：

1.用于多端直流输电系统的故障限流器，其特征在于，包括第一晶闸管阀组、第二晶闸管阀组、第三晶闸管阀组、第四晶闸管阀组、换向电容、可变电容器、第一限流电阻和第二限流电阻；

2.如权利要求1所述的用于多端直流输电系统的故障限流器，其特征在于，

3.一种如权利要求1或2任一所述的故障限流器的参数设定方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了用于多端直流输电系统的故障限流器及其参数设定方法，涉及供电设备保护技术领域。该故障限流器包括第一晶闸管阀组、第二晶闸管阀组、第三晶闸管阀组、第四晶闸管阀组、换向电容、可变电容器、第一限流电阻和第二限流电阻；第一晶闸管阀组的阳极连接到输入端，阴极连接到输出端；第二晶闸管阀组的阳极连接到输入端，阴极连接到换向电容的一端和第二限流电阻的一端；换向电容的另一端连接到输出端；第二限流电阻的另一端连接到第四晶闸管阀组的阳极；第四晶闸管阀组的阴极经可变电容器接地；第三晶闸管阀组的阳极经第一限流电阻连接到输入端，阴极连接到输出端。该故障限流器可通过为换向电容充电，实现故障限流器的重复使用。技术研发人员：李保宏,刘昌林,张英敏,江琴,刘天琪受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12