PDF《背靠背换流站换相失败仿真分析》

第3 8卷第5期西南大学学报(自然科学版)

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1 6年5月Vol.

38No.5JournalofS o u t h w e s tU n i v e r s i t y( N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n ) M a y .

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1 6 D O I :

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0 背靠背换流站换相失败仿真分析 ① 余晓鹏1 , 蒋建东2 , 张博1 , 周勇2

1 . 国网河南省电力公司 电力科学研究院,郑州

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2 . 郑州大学 电气工程学院,郑州

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0 1 摘要:开展背靠背系统换相失败的研究,对防止换相失败的发生及减小换相失败对系统运行的影响具有十分重要 的意义. 介绍了换相失败及引起换相失败的原因,分析了换相失败的过程. 在PSCAD/EMT D C 中对灵宝换流站换 相失败进行了仿真,分析了换相失败后直流电压、直流电流、直流功率、逆变侧交流母线电压、整流侧触发角、逆 变侧关断角的变化情况. 仿真结果可以为制定避免换相失败或控制换相失败发展的措施提供参考. 关键词:背靠背换流站;

直流电压;

换相失败;

仿真 中图分类号:TM

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3 文献标志码:A 文章编号:1

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0 5 换相失败是换流站运行中最常见的故障之一[ 1] ,它可能降低直流电压、增大电流、减小直流输送功率、 缩短换流阀寿命,并导致换流变压器直流偏磁、逆变侧弱交流系统过电压等. 换相失败之后,如果控制不 当,会引发后继换相失败,最终导致直流闭锁. 故进行换流站换相失败的相关研究,对防止换相失败,减小 其对系统正常运行的影响等具有特别重要的意义. 交流电压幅值降低、直 流电流突增和交流换相电压过零点时相角偏移等是造成换相失败的根本原 因[ 2-3] . 文献[

3 ] 运用换相面积理论从理论上分析了 HV D C系统换相失败的原因,文献[

4 ] 分析了换相失败 的概率统计方面的特点,文献[ 5] 应用电磁暂态程序 P S C A D / EMT D C 研究了交流侧单相故障对高压直流 输电系统换相失败的影响. 当前关于高压直流输电系统换相失败的研究已比较多[ 6-9 ] ,但针对背靠背系统 换相失败的研究还很少. 本文介绍了换相失败及其原因,分析了换相失败的过程,在PSCAD/EMT D C 中建立了灵宝换流站的 仿真模型,并对灵宝换流站换相失败进行了仿真分析.

1 换相失败及其原因分析 当换流桥两个桥臂之间换相结束后,刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内,如果阀未能恢复 阻断能力,或者在这段时间内换向过程没能完成,则在阀电压变为正向时被换相的阀将向原来预定退出导 通的阀倒换相,这种现象就是换相失败. 在换相过程中,为了确保退出导通的阀能够完全恢复阻断能力,反向电压要作用于换流阀足够长的时 间,故越前关断角γ 要足够大. 在阀运行中,一般认为当关断角γ 小于阀固有极限关断角γm i n时,直流系统 就会产生换相失败. 关断角γ 的大小与换流阀外部电路密切相关. 对于对称交流系统有 ① 收稿日期:2

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9 基金项目:河南省科学技术研究重点项目(

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0 2 ) . 作者简介:余晓鹏(

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7 4 ) ,男,河南郑州人,高级工程师,主要从事电网规划和电能质量分析等方面的研究. 通信作者:蒋建东,教授,博士. γ=a r cc o s