直流输电系统换相失败简介

多馈入直流输电系统换相失败研究综述

王玲;文俊;崔康生;孔维波;刘连光;谢文超

【期刊名称】《电工电能新技术》

【年(卷),期】2017(036)008

【摘要】多馈入直流(MIDC)输电系统具有更大的输送容量和更灵活的运行方式,然而由于各直流逆变站距离近,单个交流或直流系统故障有可能同时影响到多回直流线路,造成多回直流相继或同时换相失败,从而对系统稳定性造成影响.本文从换相失败的机理出发,对近年来针对MIDC输电系统换相失败影响因素的研究内容进行了全面的分析,并对换相失败的抑制措施,换相失败后各直流子系统的协调恢复策略进行了深入的研究.同时指出谐波对MIDC输电系统的影响,换相失败的传递特性,协调控制的制定等方面研究的不足,为进一步研究MIDC输电系统的换相失败提供了思路.

【总页数】10页(P56-65)

【作者】王玲;文俊;崔康生;孔维波;刘连光;谢文超

【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206

【正文语种】中文

【中图分类】TM712 【相关文献】

1.多馈入高压直流输电系统中的换相失败浅析 [J], 靳希;郎鹏越;杨秀

2.多馈入高压直流输电系统的异常换相失败研究 [J], 黄致远;施海娃

3.多馈入直流输电系统换相失败研究综述 [J], 王嘉铭;余浩;陈武晖

4.多馈入直流输电系统换相失败研究综述 [J], 王嘉铭;余浩;陈武晖

5.多馈入高压直流输电系统中逆变站滤波器投切引起的换相失败仿真研究 [J], 任景;李兴源;金小明;吴小辰

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高压直流输电技术的关键问题分析

在当今能源需求不断增长和能源分布不均衡的情况下，高压直流输电技术作为一种高效、可靠的输电方式，在电力系统中发挥着越来越重要的作用。高压直流输电技术具有输电容量大、输电距离远、损耗低等优点，能够实现不同区域电网的互联，优化能源资源配置。然而，在其应用过程中，也面临着一些关键问题需要解决。

一、换流器技术

换流器是高压直流输电系统的核心设备，其性能直接影响着输电系统的可靠性和效率。目前，常用的换流器主要有晶闸管换流器和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）换流器。

晶闸管换流器技术相对成熟，成本较低，但存在换相失败的风险。换相失败是指在换流器换相过程中，由于某些原因导致换相不能正常进行，从而引起直流电压下降、直流电流增大等问题，严重时可能会导致系统故障。为了减少换相失败的发生，需要优化换流器的控制策略、提高交流系统的强度等。

IGBT 换流器具有开关速度快、可控性好等优点，但成本较高。随着技术的不断进步和成本的降低，IGBT 换流器在高压直流输电领域的应用有望逐渐增加。

二、直流输电线路的绝缘问题高压直流输电线路的绝缘要求比交流输电线路更高。这是因为直流电压下，绝缘子表面的积污更容易导致沿面放电，而且直流电场分布不均匀，容易引起局部放电。

为了解决绝缘问题，需要选用合适的绝缘子材料和结构。目前，常用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子。复合绝缘子具有重量轻、耐污性能好等优点，但在长期运行中可能会出现老化问题。此外，还需要对输电线路的电场分布进行优化设计，采用均压措施来减少局部电场集中。

三、直流输电系统的控制与保护

高压直流输电系统的控制与保护是确保系统安全稳定运行的关键。控制策略需要根据系统的运行状态实时调整直流电压、电流等参数，以实现功率的准确传输和系统的稳定运行。

在保护方面，需要快速准确地检测故障并采取相应的保护措施，如闭锁换流器、切除故障线路等。同时，还需要考虑故障后的系统恢复策略，尽快恢复系统的正常运行。

多馈入直流输电系统换相失败影响因素的分析与仿真

第２９卷第１１期　２０１３年１１月　电力科学与工程　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　｛　《　敝｛Ｃ　０Ｗ鞋懿ＥＮ　｛ＮＥＥＲ｛ＮＧ　ＶｏＬ　２９．Ｎｏ．１１　１１　ＮＯＶ．，２０１３　

多馈入直流输电系统换相失败影响因素的　

分析与仿真　

巢睿祺　，叶义新　，王　杰　

（１．上海交通大学电气工程系，上海２００２４０；２．华能上安电厂，河北石家庄０５０３００）　

摘要：多馈入直流输电系统的出现，在增加了运行方式的灵活性、扩大了输送容量的同时，也增加了系　统结构的复杂性。换相失败是直流输电系统最常见的故障之一。在多馈入输电系统中，单个逆变站发生　换相失败可能导致多个逆变站同时发生换相失败，严重影响整个系统的稳定运行。取电气距离和短路比　为主要影响因素，分析其对于换相失败产生的影响；搭建三馈入直流输电系统模型，通过电力系统电磁　暂态仿真程序ＰＳＣＡＤ进行仿真研究，从而验证结论。　

关键词：多馈入直流输电系统；换相失败；电气距离；短路比；电磁暂态仿真　

中图分类号：ＴＭ７２１　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—０７９２．２０１３．１１．００３　

０　引言　

根据中国电力企业联合会分析，去年迎峰度　

夏期间，我国电力缺口达到３　５００万ｋＷ；而与此　

同时，东北电网富余电力１　３００万ｋＷ，西北电网　

富余１　４００万ｋＷ。这种现象的产生是因为我国能　

源资源分布极不平衡，水力资源和煤炭资源主要　

集中于西部地区，而负荷中心主要集中在东部沿　

海地区，其电力消耗超过全国的一半以上　Ｊ。我　

国能源资源与经济发展地理分布不均匀，导致了　

电力资源与用电需求呈现逆向分布的特点。“西电　

东送”工程便是解决我国这一现状的客观需要。　

对于输电距离超过１　０００　ｋＷ、输送容量超过１亿　

ｋＷ的“西电东送”工程来说，采用高压直流输　

电无疑是经济合理的方案。　

我国建成的高压直流输电工程大都是单馈人　

特高压直流系统逆变侧交流母线短路对换相失败的影响

摘要:换相失败是高压直流输电逆变系统最常见的故障之一,在换相失败机理的理论分析基础上,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立了对应的±800 kV双12脉动特高压直流输电仿真系统。模拟了逆变侧交流母线在三相短路、单相接地短路时的特高压直流系统电磁暂态过程,分析了故障时交直流侧电压、触发延迟角、关断角等因素的变化对换相失败的具体影响。

关键词:特高压直流系统换相失败 PSCAD/EMTDC 故障

逆变

换相失败是高压直流输电逆变系统最常见的故障之一,它将导致直流电压、电流、输送功率的剧烈变化,以及换流阀寿命缩短、换流变压器直流偏磁、逆变侧弱交流系统过电压等不良影响[1];若引发换相失败的因素无法及时消除,还可能引起直流系统闭锁[2]。而在±800

kV的特高压直流输电系统(UHVDC)中,电压等级更高,输送的功率更大,辐射的范围更广,故障对电力系统稳定运行的影响更为严重。本文以糯扎渡特高压直流工程科技项目为基础,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立对应的±800 kV双12脉动电磁暂态仿真系统,研究逆变侧交流母线在三相短路、单相接地短路时对换相失败的影响。

1 换相失败的原理

高压直流系统采用的晶闸管换流阀在换相过程中,需要一定的时间完成载流子复合和恢复阻断能力,其去离子的恢复时间在400μs(约7°电角度),考虑到串联元件的反应时间和误差,其最小电角度可用关断角γmin表示,约为10°,当关断角γ小于10°时便认为发生了换相失败[3]。因此,从本质上说,换相失败的根本原因是关断角低于最低要求。关断角γ与其它因素之间的关系可表示为:

式中:μ为换相重叠角;β为超前触发角。

可知,γ角取决于β角和μ角。实际运行中,β角是由直流输电的控制系统决定的,并且与整流侧触发延迟角a的关系为β=180°-a。

换相重叠角μ取决于多个因素,其相互关系为:

直流输电系统换相失败和功率恢复特性的工程实例仿真分析

２０１１年第５卷第１期　２０Ｉ１．Ｖｏ１．５．ＮＯ．１　南方电网技术　ＳｏＵＴＨＥＲＮ　ＰＯＷＥＲ　ＳＹＳＴＥＭ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　特约专稿　Ｆｅａｔｕｒｅｄ　Ａｒｔｉｃｌｅｓ　

文章编号：１６７４—０６２９（２０１　１）０１—０００１—０７　中图分类号：ＴＭ７２１．１；ＴＭ７４３　文献标志码：Ａ　

直流输电系统换相失败和功率恢复特性的　

工程实例仿真分析　

洪潮　

（南方电网科学研究院，广州５１００８０）　

摘要：为了更；住确地评估交直流电力系统安全稳定性，有必要对换相失败和功率恢复过程中交直流系统相互作用和影响　的规律进行探索　．利用精确模拟直流输电系统主回路及其控制保护的仿真工具，针对南方电网中一个实际直流输电系统，　对交流系统故障是否会引发逆变器换相失败的影响因素进行了分析评估。结果表明，交流系统中发生的三相短路或单相　接地故障是否导致直流输电逆变器发生换相失败，主要取决于换流母线三相或单相电压跌落的幅度。　关键词：直流输电；换相失败；功率恢复；实时仿真　

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　Ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　

Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ａｎ　Ａｃｔｕａｌ　ＤＣ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　

Ｈ０ＮＧ　Ｃｈａｏ　（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＳＧ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　００８０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ＡＣ／ＤＣ　ｈｙｂｒｉｄ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ＤＣ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＡＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎｄ　ＤＣ　ｐｏｗｅｒ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ．Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｏｎ　ｔｏｏｌ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ　ｓｉｍｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ＤＣ　ｍａｉｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｔａｋｉｎｇ　ａｎ　ａｃｔｕａｌ　ＨＶＤＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　ａｓ　ａ　ｔｅｓｔ　ｃａｓｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｖａｌｕｔｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ　ｉｎｖｅｔｅｒ　ａｆｔｅｒ　ＡＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆａｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍａｇｎｉｔｕｄｅ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｏｒ　ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｒｏｐ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｏｃｃｕ￣ｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ　ＤＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｒｅｅ—・ｐｈａｓｅ　ｏｒ　ｓｉｎｇｌｅ・－ｐｈａｓｅ　ｔｏ　ｇｒｏｕｎｄ　ｆａｕｌｔｓ　ｏｃｃｕｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＤＣ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　ｆａｉｌｕｒｅ；ｐｏｗｅｒ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．　

多馈入高压直流输电系统中的换相失败浅析

第２２卷第１期　２００６年３月　上　海　电　力　学　院　学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖｏ１．２２，Ｎｏ．１　ＭＤ．ｒ．　２ＯＯ６　

文章编号：１００６—４７２９（２００６）０１—００３９—０４　

多馈入高压直流输电系统中的　

换相失败浅析　

靳希‘，郎鹏越。，杨秀　

（１．上海电力学院电力与自动化工程学院，Ｊ：海．２０００９０；２．武汉大学电气学院，湖北武昌４３００７２）　

摘要：通过对直流输电系统换相失败产生的机理分析，介绍了各种影响困索及其灵敏度．影响多镄人直流　输电系统换相失败的因素更为复杂，大量的仿真结果表明：提高其中非故障子系统的短路比可以用来政蕾系　统的换相过程，并介绍了抑制换相失败发生的一些具体措施．　

关键词：多馈入直流输电系统；换相失败；短路比　中图分类号：ＴＭ　７２６　文献标识码：Ａ　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　Ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉ－ｉｎｆｅｅｄ　ＨＶ．ＤＣ　Ｓｙｔｅｍ　

ＪＩＮ　Ｘｉ　，ＬＡＮＧ　Ｐｅｎｇ—ｙｕｅ　，ＹＡＮＧ　Ｘｉｕ　

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｖｚ：ｈａｎｇ　４３００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ＨＶＤＣ　ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｏｒ　ｍｕｌｔｉ—ｉｎｆｅｅｄ　ＨＶＤＣ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ＨＶＤＣ　ｅｏｎｌ—　

一次励磁涌流导致的换相失败事故

摘要：2015年8月5日，±800kV云广直流输电工程穗东换流站极二高端阀组在复电过程中发生了其余三阀组换相失败的事故，本文通过对发生事故时刻故障录波的数据进行分析，找到了导致换相失败的原因是换流变合闸时产生的励磁涌流，并根据其他时候的合闸波形，进一步得到了导致励磁涌流的原因是铁芯剩磁。根据铁芯剩磁的特性，本文给出了相应的改进措施。

关键字：换相失败；励磁涌流；铁芯剩磁；Simulink

1 事件经过简述

2015年8月5日，±800kV穗东换流站极二高阀组在复电过程中，换流变开关合闸时，其余三阀组均发生了换相失败。当时，相应的故障录波如图1所示：

图1 发生换相失败时极二高端阀组换流变三相阀侧电压与网侧电流波形图

由于换流变合闸优化装置的作用，从阀侧电压波形可以看出两次合闸的时间点都是相同的，但是8月5日合闸后，换流变网侧出现了励磁涌流，使电压波形发生了较大的畸变，随后发生了其余阀组的换相失败，在电压波形恢复接近正弦后，换相失败消失。因此，合闸导致的励磁涌流可能就是8月5日的三阀组换相失败的原因。

2 铁芯剩磁与励磁涌流

2.1造成励磁涌流的原因[1] [2]

由于铁芯磁通不能突变，当合闸时，铁芯磁通不能突变，因此，磁通变化量只能由原边电流补偿。此时原边的电流就是励磁涌流。

为了减小励磁涌流，当铁芯没有剩磁的状态下，把变压器的合闸点选择在电压变化率最小的时刻，即初相为90°或270°时，根据电磁感应公式，铁芯的自然磁感强度变化率也为0，此时原边就不需要产生暂态磁通分量抵消不能瞬变的铁芯磁通，因此可以很好地消除励磁涌流。

但是，当铁芯存在剩磁时，如果继续选择90°或270°为合闸点，由于此时铁芯已经有了磁通，根据磁化曲线，此时合闸仍然会产生励磁涌流。因此，有剩磁的情况下，若要消除励磁涌流，则应选择其它时刻的合闸点[3]。

一例换流站换相失败及晶闸管VBO动作情况分析

换相失败保护，用于检测换流器的换相失败故障。换相失败可能是由一种或多种故障，通常是由交流系统的扰动或换流阀未正常触发引起。VBO保护，即晶闸管过压保护，用于保护晶闸管免受正向过电压，在晶闸管承受正向过电压前，由门极单元对晶闸管进行保护性触发。以上保护用于直流换流站，保护换流器正常运行。

标签：换相失败保护;VBO保护;换流器

一、概述

2019年07月29日，某直流输电工程逆变侧换流站双极大地回线方式运行，输送功率4000MW。06：00：47极Ⅰ、极ⅠⅠ直流保护A、B、C均报换相失败告警，36ms后告警复归，极Ⅰ阀11报VBO保护动作。

二、换相失败动作分析

1.极Ⅰ换相失败说明

查看06：00：47.283时刻极Ⅰ直流故障录波，极Ⅰ换相失败电流判据为：

Y桥换相失败的判据为：Id–IacY>0.1*Idn+0.1*Id，其中Id= MAX[IdP，

IdNC]。

由故障录波图1，直流测量电流最大值Id=IMAX[IdP，IdNC]约为4744A，IVY最大值为2250A，代入公式：

4744-2250>0.1*4744+0.1*3030

满足换相失败保护动作值;36ms后，Id=IMAX[IdP，IdNC]恢复至3093A（正常运行电流3030A），告警复归。

查阅交流侧故障录波图2，换相失败告警起、止时刻与直流故障录波一致。换相失败告警发生时，换流变网侧电压三相均为311kV，交流电压无异常。

将极Ⅰ Y桥阀侧首端电流波形图与正常运行时阀导通顺序图对比，极Ⅰ Y桥由阀1、阀2导通向阀2、阀3导通转换的过程中，阀3导通后，阀6 同时异常导通，造成同一桥臂上的阀3和阀6形成旁通對，直流侧短路，阀侧首端三相电流减小到0。

三、VBO保护动作分析

06：00：46，极ⅠY桥阀6异常导通，使Y桥同一桥臂的阀3与阀6同时导通，形成旁通对。极Ⅰ发生换相失败，极控系统会发命令增大熄弧角。熄弧角增大的同时，交流侧消耗的无功功率增加，而交流滤波器提供的无功不变，导致500kV交流电网无功不足，进而交流侧电压降低。对于极ⅠY桥阀6异常导通，从事件记录分析，极Ⅰ Y桥阀6共有33个晶闸管因VBO动作导通（单阀共107个晶闸管），其他晶闸管正常导通，阀3与阀6同时导通，形成旁通对。综合以上分析，初步判断极Ⅰ Y桥阀6 异常导通是致此次换相失败及VBO动作的直接原因。

±800 kV特高压直流输电系统换相失败分析

第２６卷第１０期　２０１３年１０月　广东电力　ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　Ｐ０ＷＥＲ　ＶＯ１．２６　ＮＯ．１０　Ｏｃｔ．２０１３　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—２９０Ｘ．２０１３．１０．００２　

±８００　ｋＶ特高压直流输电系统换相失败分析　

石信语　，程汉湘　，王刘拴　，彭琼　，陈跃涛　，赵建青　

（ｉ．广东工业大学自动化学院，广东广州５１０００６；２．广东电网公司江门供电局，广东江门５２９０３０）　

摘要：以特高压直流输电换相失败理论为基础，采用计算机辅助设计／电磁暂态模拟程序软件建立对应的±８００　ｋＶ　双１２脉动特高压直流输电系统仿真模型，仿真分析了逆变侧交流系统短路故障下对换相失败的影响。结果表　明：当逆变侧交流系统发生三相接地短路或单相直接接地短路时，都会导致换相失败，致使换相失败的直接原　因是逆变侧交流母线换相电压的降低；通过改变单相接地电阻的大小来调节交流母线的压降，可得到系统单相　接地换相失败的临界电阻值为５１　Ｑ。　关键词：特高压直流输电；换相失败；计算机辅助设计／电磁暂态模拟程序软件；逆变　中图分类号：ＴＭ７２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７—２９０Ｘ（２０１３）１０—０００９．０４　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　Ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ￣８００　ｋＶ　Ｅｘｔｒａ　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　

Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＳＨ　Ｉ　Ｘｉｎｙｕ　，ＣＨＥＮＧ　Ｈａｎｘｉａｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｌｉｕｓｈｕａｎ　，ＰＥＮＧ　Ｑｉｏｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｙｕｅｔａｏ　，ＺＨＡＯ　Ｊｉａｎｑｉｎｇ￣　（１．Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１０００６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｍｅｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｊｉａｎｇｍｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５２９０３０，Ｃｈｉｎａ）　

直流输电典型换相失败案例分析

陈龙翔;王轶禹;葛睿;庄伟;冯长有;王震

【摘要】我国直流输电快速发展,换相失败是直流输电最常见的故障.结合实际工程几起换相失败案例,从直流输电最基本的换相过程描述交流系统扰动、误触发、丢脉冲等原因引起的换相失败,分析了几种典型原因引起的换相失败的波形差异,阐述了直流输电换相失败的一般性原理,即某种原因导致的阀的无序导通可能引发换相失败,最后从电网规划、控制保护系统优化等方面提出了建议以提高直流输电运行可靠性.

【期刊名称】《电力与能源》

【年(卷),期】2017(038)005

【总页数】6页(P513-518)

【关键词】直流输电;换相失败;交流系统扰动;误触发;丢脉冲

【作者】陈龙翔;王轶禹;葛睿;庄伟;冯长有;王震

【作者单位】国家电力调度控制中心 ,北京 100031;国家电力调度控制中心 ,北京

100031;国家电力调度控制中心 ,北京 100031;国家电力调度控制中心 ,北京

100031

【正文语种】中文

【中图分类】TM732 我国电网已实现大规模互联，大区电网间多通过直流联网，形成了大规模的交直流混联电网[1-2]。交直流特性耦合在一起，交直流系统的故障、扰动交互影响。其中，换相失败是直流输电常见的故障，对其进行研究是十分必要和有意义的。文献[3]研究了交流电压、直流电流、换相电抗等对换相失败的影响；文献[4]至[8]从理论分析和仿真等角度研究了直流输电换相失败问题；文献[9]至[12]研究了交流电网扰动对换相失败的影响；文献[13]至[15]研究了抑制换相失败的预防控制措施。这些研究对换相失败的机理、仿真分析以及交直流系统的相互影响等做了大量分析研究，为理解换相失败原理及更深入的研究换相失败提供了有力的基础。

本文结合几起工程中发生的典型换相失败案例，详细研究交流系统故障、触发脉冲异常等情况下直流换相失败的具体发生过程，揭示不同类型换相失败的故障形态，并从电网规划、控保系统优化等方面提出相关建议。