直流输电系统换相失败简介
直流系统频发换相失败的分析处理
直流系统频发换相失败的分析处理摘要：换相失败是高压直流输电系统最常见的故障现象之一[1]。
宝安换流站极2在一次操作交流系统刀闸后频发换相失败告警，针对此次事件对换相失败原理、此次频发换相失败的过程进行分析，并结合后续检查处理措施，阐述导致直流系统频繁换相失败的最终原因，并提出日常运维建议。
关键词：换相失败；直流输电；1 换相失败的原理1.1换相失败极过程[1]换相失败是高压直流输电系统最常见的故障现象之一。
由于换流器交流侧电感的存在，换流器换相时，电流转移需要一定的时间才能完成。
当换流阀的两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程没有能进行完毕，这样在阀电压转变为正向时被换相的阀将向原来预定退出导通的阀进行倒换相，这就是换相失败。
1.2导致换相失败的因素[2]交流低电压导致逆变侧换相电压的降低，从而致使本应导通的阀无法导通，最终导致换相失败。
此外，离故障点电气距离越近的逆变站发生换相失败的情况越严重。
丢失触发脉冲会导致换相失败。
丢失触发脉冲时阀会发生不开通故障，导致换相过程无法进行，原先导通的阀继续导通，从而导致换相失败。
逆变侧出现阀短路时也会导致换相失败。
当逆变侧某一个阀发生短路故障而强行导通时，其他应该正常导通的阀由于失去换相电压从而无法导通，同样会导致换相失败。
1.3换相失败的影响极控系统本身具有换相失败监视、跳闸功能[3]：当主极控系统监测到熄弧角小于3度且持续200ms后，极控判断当前系统软件故障同时自动切换至备用系统运行；当备用极控系统监测到熄弧角小于3度且持续30s后，极控判断备用系统软件故障。
频繁的换相失败会影响极控系统的安全稳定运行，进而影响直流系统的安全稳定运行。
2 一次典型换相失败事件宝安换流站的500kV交流场为3/2接线方式，总共有8串，第一串为不完整，双极换流变馈线开关为5051、5071。
事件发生前，交流系统方式为500kV第二至八串开环运行，500kV #1主变高压侧开关5001在500kV #1M运行，宝安站500kV #2M正在由热备用状态转冷备用状态的操作。
浅析高压直流输电换相失败原因及对策
当 阀两侧 电压 变 为正 向后 ，预定 退 出的 阀将 发 生误 导通 ，从 而 引 Ｉｄ—ＩａｃＹ＞△ Ｙ ：
起 换 相失 败 。换 相失败 的 特征 是 ：① 关 断角 小于 换流 阀恢 复 阻 Ｉｄ—ＩａｃＤ＞△ Ｄ。
断能力 的时间（大功率晶闸管约 ０．４ｍｓ）；②６脉动逆变器的直流 其 中 ＩａｃＹ和 ＩａｃＤ分别 是 变压 器 Ｙ绕 组 和 Ｄ绕 （转下 页 ）
－ １９２一 创 新创 业论 坛 浅析 高压直流ຫໍສະໝຸດ 输 电换 相 失败 原 因及 对策
涂 志波 何绿 绿 李 文泉 （国网四川 省 电力公 司检 修公 司 ，四川 成 都 ６１００００）
摘 要 ：换相 失败 是 高压 直流输 电 系统 一种 常见 故 障 ，本文进 行 了故 障原 因分析 ，阐述 了换相 失败 保 护设计 原理 。梳理 了 引起 换 相 失败 的几 种 常见 因素 ，提 出了针 对 类似 故 障防 范措施 。
电流 ＩＤＰ和 ＩＤＮＣ。一 个 ６脉 动桥 换相 失败 的 明显特 征是 交 流相
１换 相失 败基 本原 理
电流 降低 ，而直 流 电流升 高 。换相 失败 可 能是 由一 种或 多种 故
换 相失败 是 直流 系统 常见 的故 障 之一 ，一 般单 次 换相 失 败 障，如控制脉冲发送错误 、交流系统故障等引起的。阀的误触发
实际水分值 ，中控画面上也可 以设定水分化验值 ，实测值 与化 煤气实际流量等于设定值。
验 值 的选 择 由中控 人 员确 定 。根 据 中控 室设 定 的一 、二 混后 水 ５ 结论
分 目标 设 定值 ，分别 调 节一 、二混 的加 水 流量 （不考 虑 加蒸 汽 、污 不 锈钢 ２６５ｍ２烧 结 系 统 实 现 从 一 次 配 料 、燃 料 破 碎 、配料 、
高压直流输电换相失败原因及对策
高压直流输电换相失败原因及对策摘要：换相失败在高压直流输电系统中时常发生，短时间内的换相失败不会造成严重后果，但长时间多次换相失败将导致直流系统停运。
造成换相失败的常见原因主要有:(1)交流侧系统异常，比如电压跌落、电压波形畸变等;(2)换流阀触发脉冲丢失;(3)直流电压、电流异常。
关键字：高压直流输电；换相失败；原因及对策1换相失败基本原理换相失败是直流系统常见的故障之一，一般单次换相失败仅会导致短暂的功率中断，其对系统影响不严重，只有发生连续换相失败可能引起直流闭锁。
换相失败一般都发生在逆变站，当逆变侧换流器两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在承受反向电压的时间内，如果换流阀载流子未能完成复合并恢复正向阻断能力，或在反向电压持续期间未能完成换相，此时当阀两侧电压变为正向后，预定退出的阀将发生误导通，从而引起换相失败。
换相失败的特征是:(1)关断角小于换流阀恢复阻断能力的时间(大功率晶闸管约0.4ms);(2)6脉动逆变器的直流电压在一定时间下降到零;(3)直流电流短时增大;(4)交流侧短时开路，电流减小;(5)基波分量进入直流系统。
2换相失败保护原理保护功能测量换流变阀侧Y绕组和D绕组的电流以及直流电流IDP和IDNC。
一个6脉动桥换相失败的明显特征是交流相电流降低，而直流电流升高。
换相失败可能是由一种或多种故障，如控制脉冲发送错误、交流系统故障等引起的。
阀的误触发或触发脉冲丢失会导致其中一个6脉动桥的连续换相失败;交流系统干扰会导致两个6脉动换流桥的连续换相失败。
对于一个6脉动阀组的持续换相失败和12脉动阀组的持续换相失败，保护分别经过不同的延时跳闸。
换相失败动作后果:单桥换向失败动作后果为请求控制系统切换;X闭锁;极隔离;跳交流断路器;起动断路器失灵保护;锁定交流断路器;启动故障录波。
双桥换相失败动作后果为请求控制系统切换;Y闭锁;极隔离;跳交流断路器;起动断路器失灵保护;锁定交流断路器;启动故障录波。
HVDC输电系统换相失败的故障合闸角影响机理
∫ | Af | =
t2f
uabf ( t) d t =
t1f
∫t2f [ ufa ( t) - ufb ( t) ]d t = t1f
| Afa - Afb |
(13)
式中 :
∫t2f
本文详细分析了换相电压时间面积与换相失败 的定量关系 ,从理论上论证了换相电压时间面积可 作为评价直流系统抵御换相失败能力强弱的定量指 标 ;通过分析不同故障合闸角下交流系统故障暂态 分量特性及其对应的换相电压时间面积特性 ,从机 理上揭示了故障合闸角对换相失败的影响 。
1 换相电压时间面积
目前 ,在已投运的高压直流 ( HVDC) 输电系统 中 ,换流阀均由多个晶闸管串接而成 。在换相过程 结束后 ,晶闸管从正向导通到反向截止需要承受一 定时间的反向电压 ,其正方向为从晶闸管阴极指向 其阳极 。若换相过程无法在换相电压转为正向时完 成 ,则晶闸管将在正向电压作用下重新导通 ,从而导 致换相失败[6] 。以关断角γ表示换流阀关断时刻到 线电压过零点之间的电角度 ,则当关断角 γ < γmin
Afa = ufa ( t) d t t1f
(14)
∫t2f
Afb = ufb ( t) d t t1f
(15)
ufa ( t) 和 ufb ( t) 分别表示故障情况下的换流母线 a 相
和 b 相对地电压 。
2L r Id = uab ( t) d t = A t1
(5)
式中 : A 为如图 2 所示换相过程的换相电压时间面
积 (以下简称“换相面积”) ,是换相期间换相线电压
换相失败研讨
换相失败研讨pptxx年xx月xx日contents •换相失败的介绍•换相失败的判断和处理•换相失败的防范措施•换相失败的安全管理措施•结论与展望目录01换相失败的介绍换相失败是指直流电路中，三相或两相负荷电流产生的磁场由于相互作用而使电动机的旋转磁场暂时失去平衡状态，导致电动机旋转方向改变的现象。
换相失败多发生在采用滑环电动机的直流可逆系统中，是直流电动机的一种常见故障。
换相失败的定义换相失败的常见原因机械负载不平衡或机械传动卡死。
转子和定子气隙不均匀或磁通不平衡。
电动机本身故障（电枢短路、断路或接地等）。
电源缺相或绕组接反。
电源电压过低或不平衡。
影响电动机的运行和生产工艺，使生产设备被迫停机或损坏。
引起电网电压波动，影响其他用电设备的正常运行。
产生强烈的电磁干扰信号，对通信设备和电子设备造成干扰。
换相失败的影响02换相失败的判断和处理换相失败的判断换相失败常导致电流出现异常波动，如过载、过流或断流。
电流异常电压异常相位异常机械故障换相失败可能导致电压波动，如过压或欠压。
换相失败可能导致相位波动，如不同步或失步。
换相失败可能伴随机械故障，如电机振动或噪声。
换相失败的处理方法调整与换相相关的控制参数，如触发延迟角或换相重叠角。
调整控制参数检查电机接线是否正确，如相位和旋转方向。
检查电机接线检查机械负载是否过重或存在不平衡，调整负载分布。
检查机械负载若换相失败持续存在，考虑更换电机或驱动器。
更换电机或驱动器处理换相失败时，应确保操作安全，避免直接接触电机和驱动器。
注意安全在处理换相失败时，应记录异常信息以供参考和分析。
记录异常信息处理换相失败时，应了解问题原因并采取针对性措施，避免盲目操作。
避免盲目操作若换相失败情况复杂或严重，应及时联系专业维护人员进行排查和处理。
及时联系维护人员处理换相失败的注意事项03换相失败的防范措施严格按照操作规程进行换相在电力系统中，换相操作具有严格的操作规程和安全要求，操作人员必须认真学习并熟练掌握。
CJ换相失败的原因
换相失败的原因一.换相失败的概念换相失败是逆变器常见的故障，它是由逆变器多种故障所造成的结果，如逆变器换流阀短路、逆变器丢失出发脉冲、逆变侧交流系统故障等均会引起换相失败。
当逆变器两个阀进行换相时，因换相过程未能进行完毕，或者预计关断的阀关断后，在反向电压期间未能恢复阻断能力，当加在该阀上的电压为正时，立即重新导通，则发生了倒换相，使预计开通的阀重新关断，这种现象称为换相失败。
二.换相失败的特征换相失败过程中，各电气量均发生剧烈波动，其中换流母线电压最低可降至0，直流电流一般可增加到额定电流的1.5 倍，直流有功功率可瞬时下降至0 甚至短时反向。
具体的特征归纳如下：（1）关断角小于换流阀恢复阻断能力的时间（大功率晶闸管0.4ms ）（2）6脉动逆变器的直流电压在一定时间下降到零（3）直流电流短时增大（4）交流侧短时开路，电流减小（5）基波分量进入直流系统对于12脉动逆变器，一个6脉动逆变器发生换相失败，由于换相失败反向电压减小一半，直流电流又增大，使得串联的另一个6脉动逆变器的换相角增大，也可能发生换相失败。
其直流电压和电流的变化趋势与6脉动逆变器相同。
三.换相失败的主要原因造成换相失败的原因有：交流电压下降、直流电流增大，交流系统不对称故障引起的线电压过零点相对移动，触发超前角β过小或整定的关断角γ过小等。
各因素之间的相互关系可以用下面的数学关系表示：γβμ=-式中，γ为关断角，β为超前触发角，μ为换相角。
可见，γ直接决定于β角和μ角。
晶闸管实际需要的关键角min γ通常在6°~9°之间。
实际运行时的触发超前角β是由直流输电的控制器决定的，它与触发延迟角α的关系为0180βα=-。
换相角μ决定于多个因素，其计算式为：cos )d c vX U μββ=-+ 式中，β为超前触发角，d I 为直流电流，c X 为换相电抗，当假设换流器交流母线装有完善的滤波装置能使交流电压不畸变时，c X 即为折算到阀侧的换流变压器短路阻抗；v U 换流变压器交流系统侧电压直流折算到阀侧的电压，不包括换流变压器中的压降。
高压直流输电系统换相失败分析
高压直流输电系统换相失败分析作者：苏催宋鑫源来源：《西部论丛》2019年第35期摘要：换相失败是高压直流输电系统逆变站最常见的故障之一，简介了永富直流输电系统中换相失败极控系统与极保护系统检测方法党的差异，比较了高肇直流输电系统换相失败的检测技术的优缺点，同时对交流系统电压波动引起的换相失败波形进行了分析，并就存在的问题提出整改建议。
关键词：直流输电;换相失败;极控系统;极保护系统引言换相失败是高压直流输电系统逆变站最常见的故障之一，它将导致直流电压降低、输送功率减小、直流电流增大、换流阀寿命缩短、换流变压器直流偏磁及逆变侧弱交流系统过电压等不良后果;若换相失败控制不当，还会引发连续的换相失败，最终导致直流停运。
而换相失败故障期间输入交流系统的电流发生了改变，引起系统潮流方向发生变化，还可能导致交流系统保护误动作，而富宁换流站处在若交流系统中。
因此，迅速正确的检测到换相失败并采取适当控制措施使直流输电系统尽快从故障中恢复，对整个电网的运行都至关重要。
根据统计，永富直流输电系统在2017年至2019年间就发生了23次换相失败，原因均是逆变站相连的广西电网交流电网发生交流系统故障。
本文比较了高肇直流与永富直流换相失败检测的不同逻辑，并对永富直流2018年9月发生的一起广西电网交流短路故障引起的典型换相失败进行分析，并就存在的问题提出整改建议。
1、换相失败的机理分析1.1换相失败定义当换流器在逆变运行时，从被换相的阀电流过零EOC算起，到该阀重新被加上正向电压ZV为止这段时间所对应的角度，也称为熄弧角。
如果熄弧角太小，以致晶闸管阀来不及完全恢复正常阻断能力，又重新被加上正向电压，它会自动重新导通，于是将发生倒换相过程，其结果将使该导通的阀关断，而应该关断的阀继续导通，这种现象称为换相失败。
1.2换相失败的原因（1）关断角γ过小;（2）受端交流电压下降较多;（3）直流电流增大;（4）触发脉冲丢失;（5）换流阀短路故障等。
龙政直流系统换相失败分析
龙政直流系统换相失败分析卢 力,刘 虎,姜建国(湖北省超高压输变电公司,湖北宜昌 443000) [摘 要] 通过龙泉、政平换流站的两次换相失败的故障实例,分析换相失败各参数的变化及其过程,揭示换相失败发生的故障原因。
[关键词] 换相;换相失败;故障录波 [中图分类号]T M726 [文献标识码]A [文章编号]100623986(2010)0520015202Ana lysis of DC System C o mm u t a tio n Fa ilur e i n Con ver ter S ta t i o nLU L i,L IU Hu,J IANG J ian2guo(Hubei EHV Trans m ission&Substa ti on Co mpa ny,Yichang H ubei443000,China)[A bstra ct]By t wo fault exa mp les of comm utation failur e of Longquan and Zhengp ing conve rter stati ons,this paper analyzes the change sof para m eters and pr ocess in comm utati on failure,and reveals the cause of the co m2 muta tion failure.[Key wor ds]comm utati on;c ommutation failur e;fault recor de r1 换相失败的原因分析 由于整流阀在电流关断后的较长时间内处于反向电压,所以整流侧发生的换相失败大多只有整流器不触发、交流电压畸变的原因引起。
换相失败的原因有:逆变器的换相电压下降;逆变侧交流系统不对称故障;直流线路电流Id增大;触发越前角β过小、整定的关断角y过小或者由于触发脉冲异常(不触发或误触发)导致阀不能按正常次序进行换相。