[发明专利]一种换流阀故障电流分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电系统的故障电流分析方法，具体涉及一种换流阀故障电流分析方法。

背景技术

换流阀是高压直流输电系统的核心设备，其运行性能直接决定了直流系统的运行性能，通常换流阀导通时，通过阀的电流等于系统额定电流，但是，当桥臂发生短路故障时，会有非常大的冲击电流通过健全阀，对换流阀造成非常严重的热冲击，因此，换流阀故障电流分析对于换流阀的设计具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种换流阀故障电流分析方法，该方法利用换流阀工作电路仿真模型则可以直观地得出故障电流的波形，并且可以方便地计算出晶闸管的温升，为换流阀的设计和运行提供依据。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种换流阀故障电流分析方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

（1）搭建换流阀故障电流仿真电路：采用受控开关来模拟换流阀短路；

（2）确定通过健全阀的冲击电流在每一个晶闸管上产生的损耗；

（3）确定晶闸管相对于冷却水的温升以保证晶闸管安全稳定运行。

优选的，所述步骤（1）中，故障电流仿真电路包括换流变压器、三相整流桥和受控开关；所述换流变压器与三相整流桥连接；每相均由串联的上下两桥臂组成；每个桥臂均由晶闸管实现；所述受控开关与其中一相的上桥臂并联，用于模拟换流阀在任意时刻发生短路。

较优选的，所述换流变压器连接在三相整流桥上下两桥臂之间。

优选的，所述步骤（2）中，用积分的方法确定通过健全阀的冲击电流在每一个晶闸管上产生的损耗，其表达式如下：

P=50∫0T(VT0+rTi)idt---(1-1);]]>

其中：V_T0：晶闸管通态门槛电压，r_T：晶闸管通态斜率电阻，i：故障电流瞬时值，T：工频周期，为0.02s。

优选的，所述步骤（3）中，根据晶闸管损耗P和水路流量设计得到的晶闸管到冷却水的瞬时热阻R_thy-tran确定晶闸管相对于冷却水的温升ΔT，其表达式如下：

ΔT＝P×R_thy-tran   （1-2）。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

1、本发明采用受控开关来模拟换流阀短路，可以模拟换流阀在任意时刻发生短路，直观地得出故障电流波形。

2、本发明用积分的方法计算通过健全阀的冲击电流在每一个晶闸管上产生的损耗，结果精确。

3、本发明根据晶闸管损耗P和晶闸管到冷却水的瞬时热阻R_thy-tran得出晶闸管相对于冷却水的温升ΔT，可以准确地得出每一时刻晶闸管的精确结温。

附图说明

图1是本发明提供的换流阀故障电流分析方法的流程图；

图2是本发明提供的换流阀故障电流仿真电路图；

图3是本发明提供的某一直流工程换流阀故障电流仿真波形图；

图4是本发明提供的某一直流工程换流阀晶闸管结温仿真波形图；

图5是本发明提供的某一直流工程换流阀晶闸管正向电压、正向耐压能力以及反向耐压能力的仿真波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明提供一种换流阀故障电流分析方法，其流程图如图1所示，包括下述步骤：