书名：柔性直流电网工程技术丛书 高压直流断路器结构与原理
书号：9787519855086
定价：75.00元
作者：柔性直流电网工程技术丛书编委会
出版时间：2022-01-04
出版社：中国电力出版社
页码： 200    字数(千字)：230
开本：特16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

编辑推荐

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

产品特色

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。

作者介绍

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1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。

内容介绍

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。
本书适用于本书主要用于直流电网工程检修及运行人员了解、掌握直流断路器的结构和原理，也可作为本科院校或职业院校电力类专业师生的参考教材。

前言

近年来, 高压直流输电技术以其独特的优势得到了广泛的重视和应用。 与交流输电技术相比, 高压直流输电具有输电线路建设费用低、 功率调节简单易行、 无稳定性问题等优点, 适用于超高压、 大容量、 远距离输电。 以高压直流电网为可再生能源的汇集平台, 可有效避免交流电网的电压、 频率、 功角等稳定性问题, 为随机性较强的风电、 光伏并网提供解决方案。 但相对于交流输电系统灵活、 多样的连接方式, 世界上运行的柔性直流输电系统绝大多数仍采用两端系统, 原因是当系统发生直流侧短路故障时, 缺乏故障隔离和切除手段,这对直流断路器的应用提出迫切要求。 随着直流输电技术的进一步发展, 多端系统及直流联网成为未来发展方向, 起着控制和保护双重作用的高压直流断路器设备成为制约柔性直流电网进一步发展的瓶颈。 然而由于直流系统没有电流自然过零点, 电弧无法像交流断路器那样自然熄灭, 直流断路器需要自行创造电流过零点。 而且在开断过程中直流断路器还需要快速耗散存储在系统电感中的大量能量, 增加了直流故障电流的开断难度。 这些问题使得大功率直流电流开断被称为世界电力工程领域的百年难题。 近年来在国内柔性直流输电技术飞速发展, 自2011年南汇柔性直流工程投运以来, 我国依次建设了南澳三端、 厦门双端、 舟山五端、 鲁西背靠背、 渝鄂背靠背工程, 以及全球首个直流环网工程———张北柔性直流电网试验示范工程。随着柔性直流输电技术的研究与工程的成熟应用, 柔性直流输电正经历着由直流电缆向架空输电线路, 高压、 超高压电压等级向特高压电压等级, 双端及背靠背向多端、 混合多端、 直流电网方向发展, 我国自主研发的高压直流断路器也已在三个柔性直流输电工程中得以运行, 由探索阶段开始向大规模应用发展。在工程应用中我们已经解决了大功率高压直流开断问题, 但是关于介绍高压直流断路器方面技术的图书还很少, 本书正是在这样的背景下开始撰写的。 本书介绍了高压直流断路器的技术发展过程以及直流断路器的关键技术, 并重点对在张北柔性直流电网试验示范工程中得到应用的最新型、 应用较广泛的高压直流断路器结构与原理进行了介绍。 本书由国网冀北电力有限公司组织编写, 在编写过程中北京电力设备总厂有限公司、 许继集团有限公司、 思源电气股份有限公司、 南京南瑞继保电气有限公司以及中电普瑞电力工程有限公司给予了大力支持, 并在全书的总体结构以及关键技术上予以指导, 在此表示衷心的感谢。 由于水平所限和时间仓促, 书中难免存在疏漏和不妥之处, 恳请广大读者批评指正。 编者 于北京

目录

前言

第1章 直流电网与高压直流断路器 ……………………1
11 引言 ………………………………………………………………… 1
111 清洁能源展望 …………………………………………… 1
112 直流电网及存在的技术问题 …………………………… 1
12 直流电网故障隔离技术 …………………………………………… 2
121 交流断路器隔离故障 …………………………………… 3
122 带故障清除能力的换流阀 ……………………………… 4
123 直流断路器隔离故障 …………………………………… 6
13 高压直流断路器的技术要求及分类 ……………………………… 7
131 直流电网对高压直流断路器的技术要求 ……………… 7
132 机械式高压直流断路器 ………………………………… 8
133 固态高压直流断路器 …………………………………… 10
134 混合式高压直流断路器 ………………………………… 11
135 其他形式的高压直流断路器 …………………………… 14
14 高压直流断路器的工程应用 …………………………………… 16
141 舟山±200kV五端柔性直流科技示范工程 …………… 17
142 南澳±160kV多端柔性直流输电示范工程 …………… 18
143 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
21 高压直流断路器拓扑结构优化 ………………………………… 23
211 关键点与难点 …………………………………………… 23
212 研究方向 ………………………………………………… 24
22 大容量阀组技术 ………………………………………………… 26
221 关键点与难点 …………………………………………… 26
222 研究方向 ………………………………………………… 26
23 快速机械开关技术 ……………………………………………… 29
231 关键点与难点 …………………………………………… 29
232 研究方向 ………………………………………………… 30
24 高电位供能技术 ………………………………………………… 32
241 关键点与难点 …………………………………………… 32
242 研究方向 ………………………………………………… 34
25 避雷器串并联技术 ……………………………………………… 35
251 关键点与难点 …………………………………………… 35
252 研究方向 ………………………………………………… 35
26 整机集成技术 …………………………………………………… 36
261 关键点与难点 …………………………………………… 37
262 研究方向 ………………………………………………… 37

第3章 机械式高压直流断路器 …………………………38
31 机械式高压直流断路器工作原理及运行特性 ………………… 38
311 电气结构 ………………………………………………… 38
312 基本原理 ………………………………………………… 39
313 电气技术参数 …………………………………………… 42
314 断路器损耗 ……………………………………………… 44
315 人工接地试验 …………………………………………… 46
32 机械式高压直流断路器结构及组件参数 ……………………… 47
321 阀塔集成结构简介 ……………………………………… 47
322 主支路平台结构及组件参数 …………………………… 48
323 转移支路平台结构及组件参数 ………………………… 52
324 缓冲支路平台及组件参数 ……………………………… 58
325 耗能支路平台及组件参数 ……………………………… 59
326 供能系统 ………………………………………………… 61
33 机械式高压直流断路器控制、 保护和监视系统 ……………… 66
331 系统架构 ………………………………………………… 66
332 测量系统 ………………………………………………… 69
333 控制系统 ………………………………………………… 69
334 保护系统 ………………………………………………… 70
335 运行与监视 ……………………………………………… 81

第4章 混合式高压直流断路器 …………………………83
41 混合式高压直流断路器工作原理及运行特性 ………………… 83
411 拓扑结构与工作原理 …………………………………… 83
412 电气技术参数 …………………………………………… 86
413 工作模式与运行能力 …………………………………… 93
414 断路器损耗 ……………………………………………… 94
415 人工接地试验 …………………………………………… 95
42 混合式高压直流断路器结构及组件参数 ……………………… 96
421 阀塔结构集成简介 ……………………………………… 96
422 快速机械开关组件结构及参数 ………………………… 97
423 主支路电力电子开关组件结构及参数 ……………… 103
424 转移支路电力电子开关组件 ………………………… 109
425 耗能支路 MOV组件及参数 ………………………… 115
426 供能系统 ……………………………………………… 116
427 冷却系统及漏水检测 ………………………………… 123
43 混合式高压直流断路器控制、 保护与监视系统 …………… 124
431 系统架构 ……………………………………………… 124
432 测量系统 ……………………………………………… 128
433 控制功能 ……………………………………………… 129
434 保护功能 ……………………………………………… 131
435 监视系统 ……………………………………………… 136

第5章 耦合负压式高压直流断路器…………………140
51 耦合负压式高压直流断路器工作原理及运行特性 …………… 140
511 拓扑结构 ……………………………………………… 140
512 工作原理及动作逻辑 ………………………………… 141
513 电气技术参数 ………………………………………… 145
514 断路器损耗 …………………………………………… 149
515 耦合负压式高压直流断路器过负荷能力 …………… 150
516 人工接地试验 ………………………………………… 152
52 耦合负压式高压直流断路器结构及组件参数 ………………… 153
521 整体结构 ……………………………………………… 153
522 快速机械开关组件结构及参数 ……………………… 154
523 转移支路电子开关组件及参数 ……………………… 159
524 耦合负压装置 ………………………………………… 164
525 耗能支路 MOV组件及参数 ………………………… 170
526 供能系统 ……………………………………………… 171
53 耦合负压式高压直流断路器控制、 保护与监视系统 ……… 175
531 系统架构 ……………………………………………… 175
532 测量系统 ……………………………………………… 179
533 控制系统 ……………………………………………… 179
534 保护功能 ……………………………………………… 182
535 监视系统 ……………………………………………… 184
参考文献……………………………………………………………188