高压直流断路器结构与原理
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山西太原
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作者柔性直流电网工程技术丛书编委会
出版社中国电力出版社有限责任公司
ISBN9787519855086
出版时间2021-11
装帧平装
开本16开
定价75元
货号11374260
上书时间2024-09-04
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作者简介
李振动，现任特高压交直流运检中心副主任。获得北京“创新大工匠”，冀北先进工作个人以及“十九大”先进保电个人等称号；主持4项国家电网公司科技项目，14项公司级科技项目；获得首都职工成果创新、北京市发明创新大赛、国网公司青年创新大赛、省公司工人创新级别以上科技奖励17项；获得河北省优秀质量班组、河北省信得过班组以及省公司优秀QC成果11项；发表《IEEE》、《中国电力》、《电力系统保护与控制》、《电气工程学报》及《电网技术》等EI、中文核心期刊14篇；发布国家发明专利14项，实用新型专利37项；发表中国百家社论著1本，国家团体标准1项、企业标准2项；在技能水平上取得高级技师，并获得公司继电保护专业技能比武第D1名，所带徒弟4名取得国家认证技师资格。任中国电机工程学会会员，北京电机工程学会会员，全国输变电委员会专家。
目录
前言
第1章 直流电网与高压直流断路器 ……………………1
1.1 引言 ………………………………………………………………… 1
1.1.1 清洁能源展望 …………………………………………… 1
1.1.2 直流电网及存在的技术问题 …………………………… 1
1.2 直流电网故障隔离技术 …………………………………………… 2
1.2.1 交流断路器隔离故障 …………………………………… 3
1.2.2 带故障清除能力的换流阀 ……………………………… 4
1.2.3 直流断路器隔离故障 …………………………………… 6
1.3 高压直流断路器的技术要求及分类 ……………………………… 7
1.3.1 直流电网对高压直流断路器的技术要求 ……………… 7
1.3.2 机械式高压直流断路器 ………………………………… 8
1.3.3 固态高压直流断路器 …………………………………… 10
1.3.4 混合式高压直流断路器 ………………………………… 11
1.3.5 其他形式的高压直流断路器 …………………………… 14
1.4 高压直流断路器的工程应用 …………………………………… 16
1.4.1 舟山±200kV五端柔性直流科技示范工程 …………… 17
1.4.2 南澳±160kV多端柔性直流输电示范工程 …………… 18
1.4.3 张北可再生能源±500kV柔性直流电网试验示范工程 ………………………………………………… 19
第2章 高压直流断路器关键技术………………………23
2.1 高压直流断路器拓扑结构优化 ………………………………… 23
2.1.1 关键点与难点 …………………………………………… 23
2.1.2 研究方向 ………………………………………………… 24
2.2 大容量阀组技术 ………………………………………………… 26
2.2.1 关键点与难点 …………………………………………… 26
2.2.2 研究方向 ………………………………………………… 26
2.3 快速机械开关技术 ……………………………………………… 29
2.3.1 关键点与难点 …………………………………………… 29
2.3.2 研究方向 ………………………………………………… 30
2.4 高电位供能技术 ………………………………………………… 32
2.4.1 关键点与难点 …………………………………………… 32
2.4.2 研究方向 ………………………………………………… 34
2.5 避雷器串并联技术 ……………………………………………… 35
2.5.1 关键点与难点 …………………………………………… 35
2.5.2 研究方向 ………………………………………………… 35
2.6 整机集成技术 …………………………………………………… 36
2.6.1 关键点与难点 …………………………………………… 37
2.6.2 研究方向 ………………………………………………… 37
第3章 机械式高压直流断路器 …………………………38
3.1 机械式高压直流断路器工作原理及运行特性 ………………… 38
3.1.1 电气结构 ………………………………………………… 38
3.1.2 基本原理 ………………………………………………… 39
3.1.3 电气技术参数 …………………………………………… 42
3.1.4 断路器损耗 ……………………………………………… 44
3.1.5 人工接地试验 …………………………………………… 46
3.2 机械式高压直流断路器结构及组件参数 ……………………… 47
3.2.1 阀塔集成结构简介 ……………………………………… 47
3.2.2 主支路平台结构及组件参数 …………………………… 48
3.2.3 转移支路平台结构及组件参数 ………………………… 52
3.2.4 缓冲支路平台及组件参数 ……………………………… 58
3.2.5 耗能支路平台及组件参数 ……………………………… 59
3.2.6 供能系统 ………………………………………………… 61
3.3 机械式高压直流断路器控制、 保护和监视系统 ……………… 66
3.3.1 系统架构 ………………………………………………… 66
3.3.2 测量系统 ………………………………………………… 69
3.3.3 控制系统 ………………………………………………… 69
3.3.4 保护系统 ………………………………………………… 70
3.3.5 运行与监视 ……………………………………………… 81
第4章 混合式高压直流断路器 …………………………83
4.1 混合式高压直流断路器工作原理及运行特性 ………………… 83
4.1.1 拓扑结构与工作原理 …………………………………… 83
4.1.2 电气技术参数 …………………………………………… 86
4.1.3 工作模式与运行能力 …………………………………… 93
4.1.4 断路器损耗 ……………………………………………… 94
4.1.5 人工接地试验 …………………………………………… 95
4.2 混合式高压直流断路器结构及组件参数 ……………………… 96
4.2.1 阀塔结构集成简介 ……………………………………… 96
4.2.2 快速机械开关组件结构及参数 ………………………… 97
4.2.3 主支路电力电子开关组件结构及参数 ……………… 103
4.2.4 转移支路电力电子开关组件 ………………………… 109
4.2.5 耗能支路 MOV组件及参数 ………………………… 115
4.2.6 供能系统 ……………………………………………… 116
4.2.7 冷却系统及漏水检测 ………………………………… 123
4.3 混合式高压直流断路器控制、 保护与监视系统 …………… 124
4.3.1 系统架构 ……………………………………………… 124
4.3.2 测量系统 ……………………………………………… 128
4.3.3 控制功能 ……………………………………………… 129
4.3.4 保护功能 ……………………………………………… 131
4.3.5 监视系统 ……………………………………………… 136
第5章 耦合负压式高压直流断路器…………………140
5.1 耦合负压式高压直流断路器工作原理及运行特性 …………… 140
5.1.1 拓扑结构 ……………………………………………… 140
5.1.2 工作原理及动作逻辑 ………………………………… 141
5.1.3 电气技术参数 ………………………………………… 145
5.1.4 断路器损耗 …………………………………………… 149
5.1.5 耦合负压式高压直流断路器过负荷能力 …………… 150
5.1.6 人工接地试验 ………………………………………… 152
5.2 耦合负压式高压直流断路器结构及组件参数 ………………… 153
5.2.1 整体结构 ……………………………………………… 153
5.2.2 快速机械开关组件结构及参数 ……………………… 154
5.2.3 转移支路电子开关组件及参数 ……………………… 159
5.2.4 耦合负压装置 ………………………………………… 164
5.2.5 耗能支路 MOV组件及参数 ………………………… 170
5.2.6 供能系统 ……………………………………………… 171
5.3 耦合负压式高压直流断路器控制、 保护与监视系统 ……… 175
5.3.1 系统架构 ……………………………………………… 175
5.3.2 测量系统 ……………………………………………… 179
5.3.3 控制系统 ……………………………………………… 179
5.3.4 保护功能 ……………………………………………… 182
5.3.5 监视系统 ……………………………………………… 184
参考文献……………………………………………………………188
内容摘要
本书为柔性直流电网工程技术丛书之一，以张北柔性直流电网试验示范工程为例，介绍了高压直流短路器的关键技术、典型类型、结构和原理。全书分为5章，主要内容有高压直流输电技术概况、高压直流断路器关键技术、机械式高压直流断路器、混合式高压直流断路器、耦合负压式直流断路器。本书中的实物照片、三维图像及试验数据均为工程人员实地拍摄、制作的。
精彩内容
本书为柔性直流电网工程技术丛书之一，以张北柔性直流电网试验示范工程为例，介绍了高压直流短路器的关键技术、典型类型、结构和原理。全书分为5章，主要内容有高压直流输电技术概况、高压直流断路器关键技术、机械式高压直流断路器、混合式高压直流断路器、耦合负压式直流断路器。本书中的实物照片、三维图像及试验数据均为工程人员实地拍摄、制作的。
媒体评论
柔性直流电网技术是解决大规模可再生能源并网和消纳问题的有效手段之一, 也是建立以清洁能源为主体的新型电力系统的发展方向。本套书以张北柔性直流电网试验示范工程为例，详细介绍了高压直流断路器、大容量换流阀、交流耗能设备、控制保护系统、水冷系统等的原理、结构、关键性技术及运行检修技术等，可供直流电网工程检修及运行人员、高校师生参考使用
高压直流断路器是直流输电技术发展的瓶颈，被国内外学术界和工程界公认为“电力百年难题”，2018年2月28日，国家电网公司开工建设张北柔性直流电网试验示范工程，该工程创造了12项世界第一，首次应用了三种技术路线的高压直流断路器，填补了我国在该领域的空白。
本套丛书为张北柔性直流电网试验示范工程建设成果，这套书目前规划有高压直流断路器、交流耗能装置、控制保护系统、水冷系统、大容量环流阀运检技术、直流断路器运检技术、控制保护系统调试技术，共7本，主要以内容精炼、图文并茂的形式编写。本书以张北柔性直流电网试验示范工程为依托，介绍了机械式高压直流断路器、混合式高压直流断路器以及负压耦合式高压直流断路器的工作原理、构成方式、控保系统及试验方案等内容，弥补了目前市场上相关技术资料缺乏的不足。
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