直流开关设备在换流站中的运用

凌寒凝 杨熙

摘   要：为了让直流输电技术能够迅速发展，就需要对直流转换开关合理设计，直流开关设备在国内的应用相对来说已经十分广泛。本文以直流开关设备原理为基准，对结构参数进行研究，重点对换流站中直流开关设备的运用展开讲述。

关键词：直流开关设备  换流站  运用

中图分类号：TM721.1                              文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0082-02

高压直流输电技术在世界范围中使用十分广泛，这种方式具有的优点颇多，不仅结构相对来说比较简单，线路方面的造价也相对较低，具有较小的损耗，不容易老化，寿命十分长，输送距离不会受到相应的限制。直流开关设备在换流站中运用广泛，具有较大的发展前景。

1  直流转换开关

1.1 转换运行方式

双级处于正常的运行状态时，双级两端的中性点会处于接地的位置，有5个点会处于闭合状态，3个点处于断开状态。电流的回路通过图1表示，直流电流主要的通道是两根导线，一根是正导线，另一根是负导线，电流方向相反。当双级对称运行的时候，不同级中存在的电流会不相等，接地极出现的电流就属于两级电流之差。

1.2 单极大地回线运行转换为单极金属回线运行方式

单极大地回线线路在运行的过程中可以对接地极周围的金属构件造成电化学腐蚀的影响，这就会对其长期的运行造成严重的影响，需要及时转换运行方式，让其变成单极金属回线的运行方式[1]。根据顺序将S18、S28打开，将S17、S27、S15、S25、ERTB闭合，让极2导线可以和大地回线并联在一起，连接方式为并联，这种状态下并联回路中现有的电流和电阻就会呈现反比例的形态，图2是单极大地回线运行方式图。

1.3 单极金属回路运行方式转换成双极两端中性点接地运行方式

对换流阀实施相应的检修，金属回路的运行方式也需要进行转变，将金属回路变成常态的运行状态。对这种运行方式在转换的时候需要让两端中性点的部位有效连接在一起，这就会让整个金属运行处于一个相反的状态[2]。将其中的S13、S23、MRTB有效闭合起来，就会形成一个电流回路，然后打开ERTB、S15、S17、S27，然后闭合S18、S28，然后对接地运行方式进行转换，图3是大地回线和金属回线并联运行图。

转换开关有两种，一种是MRTB，另一种是ERTB。但是，这和一般的运行条件存在不同。有效断开直流电流，让并联的回路能够有效断开，将其中一个回路直接断开，让电流能够顺利的进入另外一个回路中。大地回路中也存在电阻，这种电阻的阻值比较小。输电线路中存在的导线和金属回路中的电阻二者关联颇深，当回路中出现的电流十分小的时候就需要将直流电流全部断开，当其他的回路电阻过于大的时候，直流电流在断开的条件下会十分小。

1.4 直流转换开关和直流电流的分断

目前，高压直流输电系统中已经对直流转换开关进行应用，主要应用的形式有两种，分别是：无源型自激振荡型、有源型强迫振荡型。通过对比可以得出，后者对较大的直流电路分断起来相对来说会更加容易，但是前者相对来说在开关结构上相对会比较紧凑，花费的造价比较低廉，很容易使用和维护，具有较高的可靠性，所以具备更高的优势。

2  直流旁路开关

2.1 直流旁路开关的作用

高压直流系统中存在的电压如果过高，旁路开关具有重大的作用，当换流桥处于流动状态的时候，不会对剩余的换流桥运行造成严重的影响。在运行中使用已经闭锁的换流桥，这就会对已经展开投运的换流桥实施确切的功率输送。

当换流桥被旁路开关所控制的时候，电路处于并联的状态，旁路开关更会是分闸状况。当换流桥附属系统有故障发生的时候，处于计划检修的需求，需要对旁路开关、隔离开关实施良好的操作，使换流桥退出运行。对换流桥实施检修的时候需要采取隔离措施，让换流桥能够处于一种隔离的状态，确保换流桥可以正常运行。做好换流桥的修复之后，就需要对旁路开关实施操作，确保换流桥可以正常运行。

2.2 操作时序

第一，合闸旁路开关时，换流桥处于并联运行下换流桥就会進入闭锁状态逐渐从运行中退出。旁路开关如果是分闸情况，电流仅仅会通过换流桥。检修故障的时候，旁路开关会是合闸状态，换流桥与旁路开关是直流电流的必经之路，闭锁过程中很容易引发触发脉冲，直流电流就会缓慢经过开关的支路。第二，电路并联且处于闭锁时，换流桥会二次展开运行，换流桥进入闭锁状况时，电流就会从支路流过。对旁路开关发下分闸指令的时候，旁路开关就会在电流过零的时候熄弧，并断开开关。

3  结语

直流输电系统中存在的设备十分多，直流转换开关、直流旁路开关都是非常具有代表性的设备，能够对直流输电系统进行转换，确保直流输电系统可以安全运行，充分发挥直流输电的优点，让直流输电能够得到较大的发展未来拥有更大广阔的前景。

参考文献

[1] 裘鹏，黄晓明，王一，等.高压直流断路器在舟山柔直工程中的应用[J].高电压技术，2018， 44（2）：403-408.

[2] 佚名.大容量静止无功发生器在高压直流输电中的应用[J].云南电力技术，2018，46（4）：95-98.

[3] 彭添，何畅，卓然，等.±800kV特高压直流隔离开关抗震性能分析[J].智能电网，2017，5（2）：111-117.