从图4中可知,由于主支路具有导通电阻,在投入第1组避雷器前机械开关两端电压约为9.5kV,直流断路器两端电压分别在约1.0016、1.0021、1.0025和1.0028s处迅速增大为95、180、265、350kV,均在FSM耐压水平之内。该分断过程中,短路电流峰值约为8.97kA,4组避雷器吸收能量之和约为6154kJ。
根据图3和图4,直流侧故障下,常规分断方法与避雷器分步投入分断方法的分断性能比较如表2所示。
表2 2种分断方法的性能比较
图4避雷器分步投入分断
由仿真分析和比较可知,避雷器分步投入分断法在满足FSM耐压要求的情况下,降低了故障电流峰值,加快了分断速度,降低了直流断路器中IGBT的应力要求,减小了故障电流对系统中其他关键设备的电流冲击,同时减少了避雷器吸收能量以及冲击电流热效应,延长了避雷器使用寿命。
4 结论
1）本文首先对直流系统的直流侧短路故障以及无弧分断高压直流断路器分断原理进行了分析,结果表明,在直流侧短路故障发生后,避雷器投入时间越早,故障电流峰值越小,避雷器吸收能量越少。
2）基于氧化锌避雷器保护以及FSM分断原理,进而提出了高压直流断路器的避雷器分步投入分断方法,该方法具有以下特点：
（1）在满足FSM耐压要求的前提下,将各组避雷器分步投入,与常规分断方法相比,其提前了避雷器的投入时间。
（2）降低了故障电流峰值大小,减小了直流断路器以及系统中其他关键设备所受的电流应力。
（3）减少了避雷器吸收能量及冲击电流热效应,延长了避雷器使用寿命,提升了直流系统运行的可靠性。
作者：吴学光 王晓晨 朱永强 林畅 刘栋 王婉君
