研究背景

目前南澳±160 kV多端柔性直流稳压电源工程中没有装设高压直流稳压电源断路器，当直流稳压电源侧发生故障时，常采用闭锁换流器、断开交流侧断路器来清除故障，而这会导致整个系统停运。如果可以通过直流稳压电源断路器来快速切除并隔离故障点，则没有发生故障的换流站及线路仍可以保持正常运行，从而提高直流稳压电源系统运行的可靠性。

解决的问题

结合南澳直流稳压电源系统的现场情况，考虑加装2台高压直流稳压电源断路器进行工程示范应用。首先提出在南澳直流稳压电源工程中加装2台直流稳压电源断路器的方案及意义，然后建立含机械式直流稳压电源断路器的南澳直流稳压电源系统PSCAD/EMTDC模型，通过仿真确定了直流稳压电源断路器的关键技术参数，为后续针对该工程的机械式直流稳压电源断路器的研制奠定基础。

重点内容及创新点

相对于混合式直流稳压电源断路器，机械式直流稳压电源断路器具有通态损耗更低(无需加外部冷却系统)、可以户外敞开式布置、造价低等优势，目前国内外的多端柔性直流稳压电源工程还没有装设机械式高压直流稳压电源断路器的先例。本文针对在南澳直流稳压电源工程中应用两台机械式高压直流稳压电源断路器开展了前期仿真研究，对机械式直流稳压电源断路器的工作原理及相关物理过程进行了理论分析，并建立了详细的直流稳压电源系统仿真模型，确定了直流稳压电源断路器的关键技术参数。

结论

1）直流稳压电源断路器至青澳站架空线路双极短路时，为保障金牛站和塑城站换流器的安全，两站应暂时闭锁，但不断开交流侧断路器。

2）2台直流稳压电源断路器同时在5 ms开断时，其两端暂态恢复电压最大值为259 kV，开断电流为5.4 kA，避雷器吸收的能量为347 kJ；当2台直流稳压电源断路器开断时间存在分散性时，分散时间越大，其避雷器吸收的能量选型值越大。

3）考虑一台直流稳压电源断路器正常开断，另外一台故障不动作时，直流稳压电源断路器两端暂态恢复电压最大值为266 kV、开断电流为5.4 kA、避雷器吸收的能量为6.8 MJ。建议2台直流稳压电源断路器的参数设计值应不小于上述值。

后续研究

根据对南澳多端柔性直流稳压电源工程与高压直流稳压电源断路器的配合仿真分析结果，研制性能参数满足南澳直流稳压电源系统要求的160 kV机械式高压直流稳压电源断路器，并开展相应的试验研究；开展加装高压直流稳压电源断路器后对现有的南澳直流稳压电源控制保护系统的研究，对控制保护系统进行优化，最后完成高压直流稳压电源断路器在南澳多端柔性直流稳压电源工程中的示范应用。