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研究背景

目前南澳±160 kV多端柔性直流穩壓電源工程中沒有裝設高壓直流穩壓電源斷路器，當直流穩壓電源側發生故障時，常采用閉鎖換流器、斷開交流側斷路器來清除故障，而這會導致整個系統停運。如果可以通過直流穩壓電源斷路器來快速切除并隔離故障點，則沒有發生故障的換流站及線路仍可以保持正常運行，從而提高直流穩壓電源系統運行的可靠性。

解決的問題

結合南澳直流穩壓電源系統的現場情況，考慮加裝2臺高壓直流穩壓電源斷路器進行工程示范應用。首先提出在南澳直流穩壓電源工程中加裝2臺直流穩壓電源斷路器的方案及意義，然后建立含機械式直流穩壓電源斷路器的南澳直流穩壓電源系統PSCAD/EMTDC模型，通過仿真確定了直流穩壓電源斷路器的關鍵技術參數，為后續針對該工程的機械式直流穩壓電源斷路器的研制奠定基礎。

重點內容及創新點

相對于混合式直流穩壓電源斷路器，機械式直流穩壓電源斷路器具有通態損耗更低(無需加外部冷卻系統)、可以戶外敞開式布置、造價低等優勢，目前國內外的多端柔性直流穩壓電源工程還沒有裝設機械式高壓直流穩壓電源斷路器的先例。本文針對在南澳直流穩壓電源工程中應用兩臺機械式高壓直流穩壓電源斷路器開展了前期仿真研究，對機械式直流穩壓電源斷路器的工作原理及相關物理過程進行了理論分析，并建立了詳細的直流穩壓電源系統仿真模型，確定了直流穩壓電源斷路器的關鍵技術參數。

結論

1）直流穩壓電源斷路器至青澳站架空線路雙極短路時，為保障金牛站和塑城站換流器的安全，兩站應暫時閉鎖，但不斷開交流側斷路器。

2）2臺直流穩壓電源斷路器同時在5 ms開斷時，其兩端暫態恢復電壓最大值為259 kV，開斷電流為5.4 kA，避雷器吸收的能量為347 kJ；當2臺直流穩壓電源斷路器開斷時間存在分散性時，分散時間越大，其避雷器吸收的能量選型值越大。

3）考慮一臺直流穩壓電源斷路器正常開斷，另外一臺故障不動作時，直流穩壓電源斷路器兩端暫態恢復電壓最大值為266 kV、開斷電流為5.4 kA、避雷器吸收的能量為6.8 MJ。建議2臺直流穩壓電源斷路器的參數設計值應不小于上述值。

后續研究

根據對南澳多端柔性直流穩壓電源工程與高壓直流穩壓電源斷路器的配合仿真分析結果，研制性能參數滿足南澳直流穩壓電源系統要求的160 kV機械式高壓直流穩壓電源斷路器，并開展相應的試驗研究；開展加裝高壓直流穩壓電源斷路器后對現有的南澳直流穩壓電源控制保護系統的研究，對控制保護系統進行優化，最后完成高壓直流穩壓電源斷路器在南澳多端柔性直流穩壓電源工程中的示范應用。