[发明专利]基于阀电压或阀电流的HVDC换相失败故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于阀电压或阀电流的HVDC换相失败故障诊断方法，包括以下步骤分析换相失败机理与换相失败影响因素；进行换相失败过程分析，确定换相失败判据；建立HVDC模型逆变侧等效电路，确定换相失败临界电感值；仿真验证诊断结果是否正确。本发明提出基于换流阀电压或阀电流快速诊断换相失败的方法，理论分析和仿真结果证明了该方法的准确性和有效性，不存在诊断盲区，且该方法原理简单，易于实现，具有一定的工程应用价值。

主权项

一种基于阀电压或阀电流的HVDC换相失败故障诊断方法，其特征是：包括以下步骤：(1)分析换相失败机理与换相失败影响因素；(2)进行换相失败过程分析，确定换相失败判据；(3)建立HVDC模型逆变侧等效电路，确定换相失败临界电感值；(4)仿真验证诊断结果是否正确；所述步骤(1)中，换相失败的因素包括：受端交流系统故障、控制系统脉冲异常、触发超前角β或熄弧角γ设定值过小、换流阀短路和直流电流增大，对于多馈入直流输电系统，还包括逆变站间的电气耦合关系；所述步骤(2)中，换相失败总是伴随着某些阀的持续导通，正常情况下每个阀仅导通120°，且持续时间至少为一个周波，表现为对应的阀电压持续为零、阀电流持续非零并保持较高幅值，为1.5‑2.5倍的额定电流，将其作为换相失败的本质特征，同时由于易于测量阀电压和阀电流，故提出将阀电压持续为零或阀电流持续非零作为换相失败的新判据，即阀电压持续为零的时间tu或阀电流持续非零的时间ti满足如下关系时，判定发生了换相失败：其中，f为交流系统基波频率；所述步骤(3)中，HVDC逆变侧换流母线发生故障时，引起换相失败所需的最小电压跌落的计算公式为：ΔU=1-Id′IdXcpuXcpu+cosγ0-cosγ]]>其中，Id和Id′分别代表额定直流电流和电压跌落期间的直流电流，Xcpu为标幺值表示的等值换相电抗，γ0和γ分别代表固有极限熄弧角和正常运行时逆变器熄弧角整定值；所述步骤(3)中，建立HVDC模型逆变侧等效电路，将换流母线电压替换为最小电压跌落值，计算临界电感值为：1-0.96(1-ΔU)Xeq+0.96(1-ΔU)Xceq=0.96(1-ΔU)Xf]]>其中，Xeq代表受端交流系统等值电抗，Xceq代表换流母线并联的无功补偿器的容抗，Xf为三相接地故障的故障电抗。