直流输电控制保护-换流器保护.pdf

高压直流输电系统
控制与保护原理
华南理工大学电力学院
李晓华
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~4. 2
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换流器
p换流器是直流输电系统中最为重要的元件,其故
障形式和机理与交流系统中的一般元件有很大差
别,保护动作后果也是根据故障形式和机理的不
同而有所差异。
p在所有的直流工程中,都没有将阀电流引入到控
制保护系统中,都是通过换流器故障时除阀电流
外其他的电气量特性来判断是否发生换流器故障。
一方面是为了避免增加测量系统的复杂性,另一
方面也是为了简化保护逻辑。
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换流器故障
误开通
控制系统故障
主回路故障
不开通
阀换直流交流交流直流
短相侧出侧相侧接侧对
路失口短间短地短地短
败路路路路
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换流器阀短路
p阀短路是换流器阀内部或外
部绝缘损坏或被短接造成的 M
故障,包括 f1
V1 V3 V5
e Lr
p 整流器阀短路 a a'
e Lr
p 逆变器阀短路 b b'
L
ec r c'
V4
V6 V2
N
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整流器阀短路故障分析
p阀短路相当于阀在正反向电压作用下均能导
通,即阀失去了单相导通性。
p整流器阀短路是换流器最严重的一种故障。
p假设条件:
pα= 0 I d =、0 ;
p 阀V1向阀V3换相结束后,阀V1马上发生短路
p C3点为ωt = 0 。
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M
V1 V3 V 5
L
ea r a'
L
eb r b'
L
ec r c'
V 4 V 6 V 2
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第I阶段——ωt = 0 以前
p故障尚未发生
p阀V1和阀V2正常导通
p阀V1和阀V2的电流为
i1 = I d = 0
i2 = Id = 0
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第II阶段——ωt = 0 ~ 90°
p在ωt = 0 ,即 C3点
V I
L 1 d
e r a'
p 阀V1向V3换相 a
L
L d
e r b' V
p 阀V1、V2、V3同时导通 b 3
L Id
p 形成a、b两相短路 r c'
ec V2
p i1 ® 0 i3 ® Id
p 换相瞬时完成
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第II阶段——ωt = 0 ~ 90°
p ωt = 0 之后
p 正常时:
p阀V1关断,a、b两相短路的回路就不再存在;
p阀V2、V3导通;
p 阀V1故障时:
p阀的反向导通,a、b两相短路的回路仍然存在;
p阀V1、V2、V3同时导通
pV1的电流开始向负方向增大,而V3的电流也不再保
持 I d ,而继续增大。
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第II阶段——ωt = 0 ~ 90°
p 各阀电流的求解:
eab = 2E sinωt
2E
di3 i = ( ­ cosωt ) + A
2Lr = 2E sinωt 3
dt 2ωLr V1 Id
Lr a'
ea
i3 = I S 2 (cosα­ cosωt)
Ld
Lr
eb b' V3
= IS 2 (1­ cosωt)
Id
i1 = I d ­ i3 = ­I S 2 (1­ cosωt ) Lr c'
ec V2
i2 = I d = 0
2E
其中,I S 2 = 是两相短路电流的幅值。
2ωLr
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