柔性电站用中压直流快速隔离柜研究

配电柜的几个常见种类及用途

配电柜是电力系统中的重要设备，主要用于对电能进行分配、控制和保护。根据不同的用途和功能需求，配电柜可以分为几个常见种类。

一、低压配电柜

低压配电柜是最常见的一种配电柜，广泛应用于工业、商业和居民建筑等场所。它主要用于将供电线路分配到各个回路，实现对电能的分配和控制。低压配电柜通常由断路器、接触器、熔断器、电动机保护器等组成，能够对电路进行过载和短路保护。此外，低压配电柜还可以根据需要配置电能计量仪表，实现对电能消耗的监测和管理。

二、中压配电柜

中压配电柜主要用于配电系统中的中压侧，将来自变电站的中压电能分配到不同的负荷回路。它具有较高的断路能力和较强的抗干扰能力，能够保护电网和负荷设备的安全运行。中压配电柜通常由负荷开关、隔离开关、真空断路器等组成，能够实现对中压电路的分配、控制和保护。中压配电柜在工业生产和城市供电系统中起着重要作用。

三、直流配电柜

直流配电柜主要用于直流电源系统，如电力系统的直流供电、电池组的直流供电等。直流配电柜通常由直流断路器、隔离开关、电流互感器等组成，能够实现对直流电路的分配、控制和保护。直流配电柜具有快速动作、可靠性高的特点，能够满足对直流电源系统的要求。

四、智能配电柜

随着信息技术的发展，智能配电柜逐渐应用于配电系统中。智能配电柜通过集成电力监测、通信、控制和保护等功能，实现对电能消耗的监测、管理和控制。智能配电柜能够通过互联网实现对远程设备的监控和操作，提高配电系统的可靠性和运行效率。智能配电柜广泛应用于大型工业厂区、商业建筑和数据中心等场所。

五、变频器配电柜

变频器配电柜主要用于控制和保护变频器设备。变频器是一种能够调节电机转速的设备，广泛应用于工业生产中。变频器配电柜通常由变频器、断路器、接触器等组成，能够实现对变频器设备的电能分配和控制。变频器配电柜具有较高的电气性能和抗干扰能力，能够保护变频器设备的安全运行。

配电柜是电力系统中不可或缺的设备，不同的配电柜根据其用途和功能需求，具有不同的特点和组成结构。低压配电柜用于对电能进行分配和控制，中压配电柜用于中压电能的分配和保护，直流配电柜用于直流电源系统，智能配电柜通过集成电力监测和通信技术实现对电能的监控和管理，变频器配电柜用于控制和保护变频器设备。这些配电柜在电力系统中起着重要的作用，保障了电能的正常分配和设备的安全运行。

模块化二次组合设备是集电力二次设备于一体的成套　装置，需具备支撑固定机柜的底座。机柜安装、接线完成后应　安装具有辅助固定及保护机柜的辅助框架．防止运输及安装　过程中对机柜的损伤．辅助框架应在设备就位后拆除　（２）模块化二次组合设备尺寸　模块化二次组合设备整体　组装完成后的外形尺寸（含运输外包装保护附件）宽度、高度　应不超过２５００ｒａｍ、３１３３ｍｍ，便于流通和周转，内部净长度　（不含运输外包装保护附件）不宜超过１００００ｍｍ．组装完成　后长度（含运输外包装保护附件）不宜超过１２２００ｍｍ。　（３）模块化二次组合设备线缆接Ｅｌ　各模块间及与各一次　设备之间．采用航空插头实现电气本体与汇控柜问的标准化　连接．采用预制光缆等“即插即用”连接方式替代现场熔接　，减少现场接线、调试工作量，最终实现一次设备与二次设　备、二次设备间的标准化连接方案。　（４）模块化二次组合设备接地措施。模块化二次组合设备　及其内部设备在站内完成工作接地、保护接地、防雷接地、防　静电接地　在模块化二次组合设备底座内．按屏柜布置的方　向敷设］００ｍｍ２的专用铜排．将该专用铜排首末端连接．形　成保护室内的二次等电位接地网　保护室内的二次等电位接　地网必须用４根以上。截面积不小于５０ｍｍｚ的铜带（缆）与　变电站主接地网１点连接　（５）模块化二次组合设备装卸及运输　模块化二次设备柜　在工厂内完成柜体拼接安装及模块内二次线缆走线后．还要　经过模块柜的打包、装车、运输、卸车、柜体就位及安装等环　节。可根据各模块化二次设备柜的尺寸、重量采用运输卡车　及叉车搬运两种方案　５　结语　二次设备模块化设计是智能变电站模块化建设的发展　趋势。智能变电站采用模块化二次设备．各模块服务对象清　晰，有利于整体采购、整体设计与标准配送　针对变电站内各　类二次设备的不同功能需求，进行组合设计、工厂化安装和　整体运输。二次设备采用模块化设计改变现有变电站建设模　式．适应“三集五大”要求　开展变电站二次组合设备模块化建设技术研究．引导厂　家设备的模块化生产、插拔式安装．可提高变电站施工进度　及工程质量，减少资源消耗和土地占用、提高工作效率、降低　建设和运营成本、保护生态环境的目的。　参考文献　１单晖．苗嘉．一种新的变电站建设模式一模块化组合式变电站．电工　技术，２０１２（０１）　２周文，李杰．配送式预制舱智能变电站技术．电气技术．２０１４（４）　３　高美金．傅旭华．标准配送式变电站的特点与建设．浙江电力．２０１４　（３）　４刘群．预制式二次设备在智能变电站中的应用研究．电气开关．２０１３　（４）　５　万淑娟，王小平。蔡勇．新一代智能变电站过程层设备集成设计的　探讨．湖北电力，２０１３（１２）　。ｌ…　…　‘。¨¨¨‘…　‘。　…。。　。　¨¨¨＿‘。¨¨　。“¨¨・一。。　。ｌ…　。’．１¨ｌ－　‘。　…’“¨¨－一‘。¨¨…’’．１¨¨＿‘。　‘．１¨　‘。¨¨　－・¨¨ｌ－一一－¨¨　－・　…・－　－－¨¨¨　（上接第２８页）　障ＩＧＢＴ换流阀安全切换和退出的保护策略　４　ＩＧＢＴ元件监视系统　换流阀控制保护系统中的ＩＧＢＴ元件监视系统．也称为　阀监视系统（Ｖａｌｖｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒ，简称为ＶＭ），其工作特点是信息　的产生和传递方向都是单行向上的　换流阀监视系统主要功　能包括：①阀监视系统配置于换流站控制室内进行远方监　视，实现对ＩＧＢＴ换流阀的每个ＩＧＢＴ元件和子模块ｆＳＭ）级　的状态监测．统计上下管ＩＧＢＴ的开通与关断次数．计算ＩＧ．　ＢＴ平均通断频率与导通时间．并正确判定任何ＩＧＢＴ或其它　相关元件的异常或损坏；②在所有的冗余子模块全部损坏　后，ＶＭ监视设备将发出警报：③如果损坏的子模块数超出　冗余子模块数．从而导致运行中的ＩＧＢＴ换流阀面临更严重　的损坏时．阀基控制设备ＶＢＣ将触发保护．向ＶＭ监视系统　发送故障跳闸信息．并向直流控制保护系统发出故障跳闸信　息使换流器闭锁；④具备子模块电压录波功能，对子模块电　容电压平衡效果进行离线分析．用于故障机理的分析：并提　供显示信息的人机界面．具备实时显示所有ＩＧＢＴ换流阀的　状态信息和ＳＯＥ事件查询等功能　ＶＭ换流阀监视系统还能实现ＩＧＢＴ换流阀的在线状态　检测，实时监测ＩＧＢＴ元件及子模块（ＳＭ）级、取能电源、直流　侧电容、装置板卡的工作状态．统计并绘制子模块电容器的　其工作寿命曲线，通过分析预判故障．实现故障预警．指导运　行检修人员对ＩＧＢＴ及子模块进行维护与检修　５　结语　随着电力电子器件的进一步发展．柔性直流输电技术必　将具有更广阔的应用范围和更好的发展前景．而ＩＧＢＴ换流　阀控制、监视及保护系统对保障柔性直流输电系统换流阀的　运行性能、可靠性和安全性至关重要。本文主要从ＩＧＢＴ换　流阀阀控系统的整体结构、工作原理及控制保护功能等多方　面进行分析和研究柔性直流换流站ＩＧＢＴ换流阀的控制、监　视及保护系统设计．以指导后续柔性直流输电实际工程的设　计与建设，提高柔性直流工程的安全可靠性及技术先进性　参考文献　１　汤广福．基于电压源换流器的高压直流输电技术．北京：中国电力出　版社．２０１０　２徐政．柔性直流输电系统．北京：机械工业出版社．２０１２　３　刘隽，贺之渊，何维国，等．基于模块化多电平换流器的柔性直流输　电技术．电能与能源，２０１１（１）　４徐政，陈海荣．电压源换流器型直流输电技术综述．高电压技术．　２００７。３３（１）　２０１５．Ｎ０．２．　拉ｌｖ一　箝　源　能一

柔性直流输电工程中用直流支撑电容器的应用

摘要：本文主要介绍了柔性直流输电系统用直流支撑电容器，该电容器属于金属化薄膜介质的自愈式电容器，技术要求很高。前期，国内柔性直流输电工程中用的电容器主要以进口的国外电容器为主，随着电容器主材制造工艺水平及电容器生产制造装备工艺水平提高，国内直流支撑电容器发展很快，产品性能等各方面与国外产品相当，从而更好满足阀厂家对电容器产品性能、交货期及成本等方面的要求。

关键词：柔性直流输电系统；直流支撑电容器；金属化薄膜介质；生产制造装备工艺水平

0 引言

目前，国、内外大型柔性直流输电工程【1】中的直流支撑电容器均采用国外进口，周期较长，各种税居高不下，导致产品价位高，进口直流支撑电容器处于垄断地位，随着国内直流支撑电容器产品主材、生产制造装备、工艺水平等不断提高，现技术水平与国外水平相当，

这种发展趋势，将打破进口产品的垄断地位，填补我国电力电容器行业在柔性直流输电领域所需高端电容器技术、生产装备制造、工艺等方面的空白，同时为风能、太阳能发电、光伏发电等清洁能源领域提供高端品质的电容器和系统集成服务，以满足蓬勃发展的柔性直流输电工程的需要。

1 柔性直流输电系统简介

柔性直流输电（VSC?HVDC）系统【2】主要包括电压源换流器（VSC）、换流变压器、换相电抗器、直流电容器和交流滤波器等。VSC换流器+1对轻型电缆=柔性直流输电。柔性直流输电系统不需要大量的交直流滤波电容器，而是需要大量的直流支撑电容器，是采用金属化薄膜介质的自愈式电容器，技术要求很高，目前主要靠进口，国内多家有少量供货。

2 直流支撑电容器

直流支撑电容器，又称DC-Link电容器，采用进口薄膜材料低温蒸镀而成，自愈性能优异；由全自动分切卷绕设备制造，采用无感卷绕技术，自愈性能优良，产品空间利用率高，结构更加紧凑，芯子内部采用特殊喷金工艺，等效串联电阻小、耐电压高、耐电流大、低阻抗、低电感、容量损耗小、电容器干式结构、能承载较大纹波电流、漏电流小、使用寿命长、安全及防爆稳定性好、不锈钢外壳，阻燃端子，防火性能达到最佳、过压力检测器保护装置，为后台提供辅助信号，可靠性高，产品结构设计合理，采用模块化设计概念，在绝缘的设计上，充分考虑了设计裕度，干式设计，所有主材均属于环保材料，不会有任何液体泄漏，造成环境污染。

柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题

摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。相比于传统的交流配电系统，柔性直流配电系统包含了换流阀、直流变压器等大量可控的电力电子设备，呈现电力电子化的特征。直流配电系统故障特征、故障发展过程、故障隔离及供电恢复过程都与换流阀等电力电子器件控制策略密切相关。在直流配电系统中，保护原理的选择、保护整定值的选取、保护动作出口时间的设置都需要考虑与换流阀控制策略的协同配合。通过控制与保护的相互协同实现故障准确识别与供电快速恢复，在保证直流配电系统高可靠性的同时有效降低直流配电网投资建设成本，是直流配电系统研究与发展的重要思路。本文就柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题展开探讨。

关键词：柔性直流配电；稳定性；随机性

引言

随着城市用电负荷密度不断增大，城市电网面临着多重难题：一方面要扩大城市配电网容量以适应城市经济发展的需求，另一方面要接纳太阳能、风能等可再生清洁能源以减轻环境污染的压力。在该背景下，直流配电系统（DCS）是基于电压源换流器提供直流电力且具有先进能源管理系统的智能化配电系统，因其输送容量更大、供电质量更优、易于接纳分布式能源（DER）、可控性更高[2]等优势而受到关注。

1DCS的主要性能特点

（1）DCS的稳定性。随着大量DER和柔性电力电子设备的接入，DCS的稳定性问题也逐渐成为学术界和工业界的关注热点。特别是对于可以孤岛运行的直流微电网来说，其电源和负荷电力电子化带来的动态特性，改变了以同步发电机为主的传统电力系统的稳定性特征。目前，国内外已有相关学者通过DCS或微电网的小信号稳定性分析，利用阻抗匹配等系统稳定分析理论，对电力电子化配电系统中DER的并网动态特性进行了探究，但大部分研究仍然集中于单个并网逆变器或级联型逆变器。因此，需要深入开展电力电子化DCS的稳定性分析理论和方法的研究，并提出相应的稳定性提升策略，保障DCS的安全可靠运行。（2）低压DCS的安全性。中国广泛采用220V交流低压供电，超过了人体耐受的安全低压水平，人身触电造成伤亡事件屡屡发生，在城市暴雨后内涝引发的群众触电事故更是时有发生。全国每年触电死亡数千人，触目惊心，引起了广泛的关注。如果低压系统对多数家电采取±48V直流安全电压供电，将在很大程度上降低人身触电事故发生的概率，这也将是直流配电技术在低压系统领域应用的主要优势。不过，由于电压等级较低，且DCS设备占地面积大，其能量密度和功率密度将受到影响，因此可以考虑采用±375V和±48V直流组合供电，其中，户级配电采用±375V以提高能量密度（在珠海示范工程中验证了该电压等级的价值），非高功率用电设备级供电采用±48V以减少非安全电压与人们接触的机会。（3）DCS的稳定性。随着大量DER和柔性电力电子设备的接入，DCS的稳定性问题也逐渐成为学术界和工业界的关注热点。特别是对于可以孤岛运行的直流微电网来说，其电源和负荷电力电子化带来的动态特性，改变了以同步发电机为主的传统电力系统的稳定性特征。