PDF《背靠背换流站换相失败仿真分析》

3 背靠背换流站换相失败仿真 灵宝换流 站联结西北和华中两个大的区域电网,在西北电 网与330k V 罗敷变相连,在华中电网与5

0 0k V 陕州变及220k V 紫东变相连,联网容量达到11

1 0 MW. 本文对灵宝换流站所连交流系统进行了等 值,其等值电路见图3. 根据图3及谐波滤 波器和无功功率补偿装置情况在PSCAD / EMT D C中建立了灵宝 换流站的仿真模型. 系统等值参数及平波电抗器参数 见表1,换流站换流变压器的参数见表2. 表1 系统等值参数及平波电抗器参数 系统等值参数( 三相短路电流) 紫东

2 2 0k V 罗敷

3 3 0k V 陕州

5 0 0k V 平波电抗器参数 Ⅰ期 Ⅱ期

1 1 .

3 3

8 .

5 6

1 6 .

1 8

0 .

1 2 H

0 .

1 2 H 表2 换流变压器参数 类别

2 2 0k V 侧330k V 侧500k V 侧 变比

2 3

0 /

5 0 .

8 3

5 0 /

7 0 .

6 5

3 5 /

7 0 .

9 容量/MVA

2 1

5 .

4 4

5 0

4 5

0 漏抗/%

1 6

1 6

1 6 .

5 3 空载损耗/ k W

7 1 .

6 1

0 8 .

1 1

3 8 .

3 负载损耗/ k W

4 0

9 .

8 6

5 1 .

1 5

1 3 .

8 为了模拟逆变器的换相失败,本文在仿真模型逆变侧5

0 0k V 母线 B相上施加一个单相故障来降低 B 相电压. 相关参数的变化见图4. 由图4可得,因为故障, B相电压下降约1 0%,并发生了换相失败. 因换相失败直流电压瞬间跌落 到零,逆变侧直流电流过冲到2 . 0p u ,在换相失败瞬间电压过冲从-1 . 0p u附近升至0 . 0p u附近. 故障 引起低压限流装置动作将直流电流限制在设定值,并且几乎中断了直流功率传输,在换相失败瞬间整流 侧和逆变侧的有功功率 P 突变至0MW 附近. 逆变侧的无功消耗减小很多,而整流侧无功消耗则急剧增 加,突变至4

0 0 MV a r左右. 受换相失败影响,逆变侧母线电压会稍微降低. 为了限制直流短路电流的峰 值,整流侧定电流控制器将增大触发角α ,但整流侧触发角仍被限制在逆变区( 大于9

0 ° ) . 当故障切除后 立即开始恢复过程. 降低换流变压器的短路电抗可以减小换相角,从而降低换相失败的可能性. 另外,如果采用较大的平 波电抗器限制暂态时直流电流的快速增大,能避免继发性换相失败.

3 第5期 余晓鹏,等:背靠背换流站换相失败仿真分析 图4 换相失败仿真结果

4 结论本文详细介绍了换相失败及其原因,深入分析了换相失败的过程,并在 P S C A D / EMT D C 中对灵宝换

4 西南大学学报( 自然科学版) h t t p : / / x b b j b . s w u . e d u . c n 第3 8卷 流站的换相失败进行了仿真分析,仿真结果中相关电气量的变化规律和文献[

1 0] 的现场录波结果一致. 本 文仿真结果可以为制定避免换相失败或控制换相失败的发展的措施提供参考. 参考文献: [

1 ] 浙江大学发电教研组. 直流输电 [ M] . 北京:水力电力出版社,

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1 9

9 0,

5 (

2 ):

1 1