[发明专利]一种减少换流阀换相失败的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种减少换流阀换相失败的电路。 

背景技术

目前，基于国家“西电东送、南北互供、全国联网”的电力工业发展战略与国家中长期科技发展规划，高压直流输电（HVDC）成为未来电力工业发展的重要方向。高压直流输电凭借其在远距离大容量输电、电缆输电和交流电网互联等领域的显著优势，在近十年来获得了长足的发展与进步，中国业已成为直流输电第一大国。 

高压直流输电在远距离大容量输电与交流电网互联等方面发挥着不可替代的作用，其稳定运行对电网具有重要的实际意义，因而如何预警与预防各种高压直流输电故障是目前亟待解决的现实问题。换流阀换相失败是高压直流输电最常见的故障之一，统计结果显示，每回直流每年发生几次至十几次换相失败故障，严重影响了电网的正常稳定运行。因此，探索研究切实可行，行之有效的换相失败预警与预防措施对电网稳定运行意义重大，并具有现实的必要性与紧迫性。 

目前主要采用的减少换相失败的方法有： 

1.利用无功补偿维持换相电压稳定。采用无功补偿装置对直流输电系统尤其是联于弱交流系统的直流系统进行无功补偿，增大系统的有效短路比（ESCR），用在换流站中可提高暂态电压稳定性，减小换相失败发生的几率。 

2.采用较大的平波电抗器限制暂态直流电流的上升。暂态时直流电流的上升容易导致换相失败，当逆变器发生一次换相失败，逆变侧的直流电压为零时，相当于直流线路末端短路，造成直流电流上升，如果直流电流上升较快，容易造成继发性换相失败，所以应该采用较大的平波电抗器限制暂态直流电流上升。 

3.增大超前触发角β的整定值。增大超前触发角β可以有效地减少逆变器发生换相失败的可能性，但是β的增大是以减少直流系统传输的功率以及增大系统消耗的无功功率为代价的。若保持阀侧电压不变，增大β将导致逆变侧直流电压降低，在保持直流电流不变的情况下，直流传输的功率将会减少。因此，增大超前触发角β来避免换相失败的方法是以牺牲直流输电系统运行的经济性为代价的。 

4.系统规划时降低换流变压器漏抗。换流变压器漏抗的降低将增大熄弧角，减少换相失败的发生。变压器漏抗是变压器短路阻抗的一部分，当发生换相失败时，换流变压器副 边短路，故障电流主要由变压器短路阻抗限制。若换流变压器的短路阻抗过小，将产生过大的故障电流。因而，降低换流变压器漏抗也有一定的限度。 

5.采用适当的触发脉冲控制方式。目前工程中常用的换流阀触发脉冲控制方式有：换流阀等间隔触发脉冲控制方式与逆变器定熄弧角控制。换流阀等间隔触发脉冲控制方式：由于等间隔触发脉冲控制方式不直接依赖于同步电压，能独立地产生等相位间隔触发信号，使系统在逆变器交流侧发生不对称故障时仍有较强的稳定运行能力，减少了逆变器换相失败的可能性。但当交流母线电压下降时，触发脉冲难以做出相应调整，仍有较大的换相失败风险。逆变器定熄弧角控制：逆变器实测式定熄弧角控制将实际测定的各阀熄弧角与其整定值进行比较，若某个阀的熄弧角小于其整定值，则通过处理回路立即增大下一个阀的超前触发角β，使逆变器运行在恒定熄弧角以维持足够的换相裕度，以减少换相失败发生的概率，提高运行可靠性。但由于阀的实际熄弧时间还会受到下一对阀换相的影响，当交流电压大幅下降时，仍难以避免换相失败。 

综上所述，无功补偿和平波电抗器会增大高压直流输电系统的建设与运行成本，且只能一定程度的减小换相失败发生的几率。两种触发脉冲控制方式，各有利弊，仍然无法杜绝换相失败故障的发生。增大超前触发角β又会牺牲传输功率，增大系统无功消耗，降低了高压直流输电系统的经济性。因此，有必要探索一种经济有效的防治措施，在保证高压直流输电系统经济性的基础上，尽可能的降低换相失败故障的几率。 

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种减少换流阀换相失败的电路，该电路能实现桥臂的快速关断，减小桥臂关断所需的总的电压时间面积，实现换流阀的快速换相，减少换相失败的发生。 

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案： 

一种减少换流阀换相失败的电路，在换流阀的桥臂晶闸管处反向并联二极管。 

所述二极管反向并联于多个串联晶闸管中的若干晶闸管之间。 

所述换流阀的桥臂晶闸管中一部分晶闸管为快速晶闸管。