PDF《并联换流器直流输电中换流器区故障分析及处理策略》

1 并联换流器直流输电的特点 双换流器并联直流输电系统由两个独立的换流 器并联连接而成.为了保证单一换流器故障情况下 非故障换流器能够正常运行, 一般每个换流器设置 快速隔离开关, 以便隔离出故障的换流器.为防止 单换流器内接地故障, 非故障换流器提供巨大的短 路电流, 将平波电抗器设置于独立的换流器内.为 便于单换流器投运前的空载加压绝缘试验, 高压直 流电压( UD P x ( x=1, 2, 下同) ) 测量点设置于独立的 换流器内.本文研究用的测点配置如图1所示. 设计思想是: 单换流器内的故障, 即独立的换流 器快速隔离开关内的故障, 通过控制保护处理措施, 不影响非故障换流器的运行.本文将分析单换流器 内的各位置及各类故障, 选择恰当的控制保护处理 措施, 保持非故障换流器运行.

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1 第4 0卷第1 9期2016年1 0月1 0日Vol.40N o .

1 9O c t .

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1 6 D O I :

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1 图1 并联换流器主接线、 测量点、 故障类型及故障位置 F i g .

1 M a i nc i r c u i t ,m e a s u r i n gp o s i t i o n s , f a u l t t y p e sa n dp o s i t i o n so fp a r a l l e l c o n v e r t e r s

2 单个换流器区故障特征 逆变站单个换流器区内典型故障点如图

1 所示, 整流站典型故障点与图1类似, 阀的导通方向与 图1中的相反.图1中: F 1和F7表示换流变阀侧 单相接地故障;

F 2和F8表示阀短路故障;

F 3, F 4, F 5表示单个换流器内高压母线接地故障, 分别为平 波电抗器线路侧、 平波电抗器换流器侧与ID C P x 测量 点之间、 ID C P x 测量点与换流器之间故障;

F 6表示换 流器中点接地故障;

F 9表示单个换流器内低压母线 接地故障. 以图1故障为例, 对并联非故障换流器运行产 生影响的故 障点F1至F5要严重于故障点F6至F9, 其中影响最为严重的故障点是 F 3. 2.

1 逆变站换流变阀侧单相接地故障 逆变站换流变阀侧单相接地故障位置点可能发 生在阀星侧和阀角侧, 这里以图1中影响较为严重 的故障点 F 1为例进行分析.

1 ) 故障时刻阀 V 2导通 故障后( 图1实线箭头所指为故障电流) , 直流 电压UD P 1的关联电路图如图2所示. 图2 故障后UD P 1电路图 F i g .

2 C i r c u i t c o n n e c t e dt oUD P 1a f t e r f a u l t 假设阀 V 2不关断, UV Y 1_A 被故障钳位在0V, A C相间电压变化( 正负变化) , 则UD P

1 也会存在正 负变化, 直至阀 V 2关断.可见, 延时跳开换流变网 侧开关有利于阀 V 2的关断. 故障期间, 阀V4可能导通, 电流流向如图1红 色箭头所指.此时, 电流ID C P

1 将大于 电流IV Y

1 _A. 随着UD P 1变为负值, 阀V4被关断. 故障期间, 阀V6一直没有导通.正常换相 V

6 脉冲期间 A 相电压高于B相, 而A相接地故障使得 A 相电压为0V, 低于 B 相, 所以阀 V 6处于反压, 无法导通. 实时数字仿真系统( R T D S) 中故障换流器波形 如图3所示. 图3 故障换流器波形 F i g .

3 W a v e f o r m so f f a u l t e dc o n v e r t e r 直流输电仿真系统基本参数为: 额定直流电压

2 0

1 2

0 1 6,

4 0 (

1 9 ) ?研制与开发? h t t p : / / ww w. a e p s G i n f o . c o m 为±8

0 0k V, 额定电流为31

2 5A, 双极额定功率为

1 0GW, 直流线路长度为20

0 0k m;

每个极2组12脉动换流器并联;

整流站、 逆变站所连接交流系 统电压等级分别为5