基于阀侧电流时序特征的换流阀电流实时计算方法

阀电流是晶闸管型换流器运行状态的直接体现形式。为提升换流器的能观性,该文提出一种利用阀侧电流时序特征实时计算阀电流的方法。首先,利用交直流电流的时序特性预估每个阀的导通/关断状态。其次,根据阀状态计算换流器的旁通组数,利用多相旁通组间的并联关系,构造旁通回路方程。最后,计算阀电流,利用阀的单向导电性,校正阀关断状态和阀电流。仿真和录波结果表明:在不同的阀状态和旁通组数下,所提方法均能准确计算换相失败暂态过程及其故障恢复期间的阀电流,验证了其有效性。

基于阀侧电流特征的高压直流换相失败检测方法

针对高压直流输电对换相失败检测尚缺乏快速响应、完善可靠方法的问题,利用工程上可以直接测量得到的换流变压器阀侧电流作为研究对象,详细分析了换相失败过程和发展,深入研究了阀侧电流在换相失败期间的两种情况特征,提出了一种基于阀侧电流特征的换相失败判据,并设计了基于阀侧电流特征的换相失败检测方法,在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中基于CIGRE高压直流标准测试模型搭建换相失败检测模块并进行了仿真测试,仿真结果表明了对阀侧电流换相失败波形特征分析的正确性,所提判据能准确快速检测到系统是否发生换相失败。

基于阀侧交流最大电流时序特征的换相失败检测

换相失败是高压直流输电系统运行中的常见事件,体现了换流器的脆弱性。由于现有检测换相失败的判别方法容易受故障因素、控制调节等影响,导致检测方法存在灵敏性不足的问题。准确、可靠地检测换相失败对系统的控制与保护极其重要。基于此,本研究从阀导通状态入手,提出一种基于阀侧交流最大电流时序特征的换相失败检测方案。利用端口交流电流的单边极性电流与三相交流电流最大值一半的比值构造交流最大电流特征量。为减少运行工况的影响,以换相两阀电流的交点为分界点,利用交流最大电流特征量幅值的一半构造阀虚拟导通状态;对其在周期时间内进行积分求取累积宽度,判别阀虚拟导通状态是否异常;根据换相过程中前导换虚拟导通状态超长和后导换阀虚拟导通状态缩短的互锁关系判别换相失败。通过对功率扰动和故障暂态以及采样步长的分析,推导判别换相失败的阈值,推荐阈值为1.3 ms。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真和录波数据再现的仿真结果,验证了所提换相失败检测方案的有效性。与电流差动判据相比,在不同的故障条件的仿真结果表明,所提换相失败检测方案受交直流系统工况、故障发生时刻、故障严重程度等因素的影响较小,具有较强的鲁棒性。所提方案可定位换相失败的阀,为控制系统的调节提供更多的时间裕度。

基于电子式互感器的整流变压器阀侧大电流采集方案实现

分析整流变压器阀侧特点并提出一种测量整流变压器阀侧大电流采集方法。采用特制异型电子式电流互感器、电流采集器、合并单元完成整流变压器阀侧大电流采集,解决了整流变压器低压侧大电流采集问题。分析阀侧电流录波数据,实际采集电流波形和桥式整流电路理论分析结果一致。该方法为进一步实现整流变压器网侧及阀侧差动保护提供阀侧电流,且可实现整流变压器阀侧桥臂状态监视,为冶金、化工企业整流变压器用户更好调节整流机组之间配合提供依据。

特高压换流变压器阀侧套管TA故障分析及检修

为提高特高压换流变压器阀侧套管TA故障分析及检修水平,讨论两起换流变压器阀侧套管TA故障诊断、检查、检修案例,并分别对两起故障诱因进行细致分析,对阀侧套管TA故障采取的检修措施和步骤进行细致论述。经相关电气试验验证,两台换流变压器阀侧套管TA故障均得到有效解决,实践证明本文所论述的换流变压器阀侧套管TA故障检修策略和措施切实有效,为换流变压器阀侧套管TA故障预防提供运维检修经验和借鉴,为变电站实施反事故技术措施提供相关依据。

特高压换流变压器冷却器阀门故障检修

为提高特高压换流变压器冷却器阀门故障分析及检修水平,论述了两起换流变压器冷却器阀门故障分析、检修案例,并分别对两起故障诱因进行分析,对换流变压器冷却器阀门故障采取的检修措施和步骤进行论述。经相关检修策略实施,两台换流变压器冷却器阀门故障均得到有效解决,实践证明论述的换流变压器冷却器阀门故障诊断方法、检修策略及措施切实有效,为换流变压器冷却器阀门故障预防提供运维检修经验和借鉴,为变电站实施反事故技术措施提供相关依据。

换流变压器穿墙套管封堵涡流损耗优化研究

文中探究了换流变压器穿墙套管封堵金属板产生涡流损耗的机理，以及影响其涡流损耗的多种因素，主要包括封堵板的材质，换流变阀例电流及其谐波电流的大小，以及封堵板的分割布局方式等；同时，利用Ansoft Maxwell软件对这些影响因素分别进行仿真研究，进一步分析了这些因素对于封堵板涡流损耗的具体影响方式。由此探究降低封堵板涡流损耗的方法。本文提出的降低封堵板涡流损耗的方法和建议在阀厅施工及安装方面具有重要的参考价值。

高压大容量电压源换流器LCL滤波特性及控制稳定性分析

电压源换流器(VSC)一般采用常规的LCL低通滤波器滤除换流阀产生的高频谐波分量,但会造成一次系统的谐振以及谐振频率处控制器的响应特性的变化。高压大容量换流器的开关频率低,其滤波器参数设计更为复杂。针对滤除谐波及抑制谐振,分析了基于LCL滤波器的VSC系统的一次系统阻频特性以及系统电压传递函数,得出滤波器参数设计方法。基于阀侧电流反馈的dq电流直接控制,建立了包含LCL滤波器在内的电流内环控制系统模型,分析其开环及闭环的控制响应特性,研究得到在抑制系统不稳定及抑制谐振处谐波增益时反馈采样环节的截止频率选取原则。基于LCL的三相VSC建立了高压大容量换流器的仿真模型及等比例缩小的试验系统,仿真及试验结果验证了针对高压大容量换流器的LCL滤波器参数设计方法的合理性及谐振抑制方法的可行性。

换流变压器穿墙套管封堵涡流损耗优化研究

本文探究了换流变压器穿墙套管封堵金属板产生涡流损耗的机理，以及影响其涡流损耗的多种因素，主要包括封堵板的材质，换流变阀侧电流及其谐波电流的大小，以及封堵板的分割布局方式等；同时，利用Ansoft Maxwell软件对这些影响因素分别进行仿真研究，进一步分析了这些因素对于封堵板涡流损耗的具体影响方式，由此探究降低封堵板涡流损耗的方法。本文提出的降低封堵板涡流损耗的方法和建议在阀厅施工及安装方面具有重要的参考价值。

基于实际录波换流器桥臂短路故障机理仿真分析

阀短路故障作为高压、超高压直流输电系统最常见、最恶劣故障之一,研究分析其故障机理,对系统运行过程中类似故障处理具有重要意义。分析了容易引起阀短路故障类型及阀短路故障后对两侧交流系统产生的影响。以PSCAD为仿真分析工具,仿真模拟分析换流器两侧交直流相互关系,提出阀短路故障检测原理及故障判据。通过引入现场实际阀短路故障类型为例进行实际分析,并在PSCAD仿真工具上进行仿真模拟重现现场故障。最后对研究工作作出总结。

特约主编寄语

高压直流输电由于输送容量大、功率快速可控、损耗低等优点被广泛应用于长距离和非同步电网互联等场合。逆变器换相失败是采用晶闸管作为换流阀的高压直流输电系统常见故障,换相失败会造成直流电压的下降和直流电流的上升,甚至会影响换流设备的正常运行及造成输送功率中断,对系统的安全稳定运行带来威胁。