计及保护动作与换相失败的逆变侧阀短路故障定位

鉴于现有阀短路故障定位方法依赖桥臂电流信息,而目前工程实际中存在桥臂电流不易获取、定位精度不高的问题,提出了一种无需桥臂电流的逆变侧阀短路故障定位方法。考虑控保系统对不同位置阀短路故障响应特性以及逆变侧阀短路故障引起的换相失败对故障特征的影响,分析了不同时刻发生逆变侧区内4种典型阀短路故障的故障特征。结合逆变侧保护动作情况和系统电气量特征,设计了不同位置阀短路故障识别判据,进而实现逆变侧换流器区不同位置阀短路故障定位。基于RTDS与实际控保系统的数模混合仿真验证了所提故障定位方法的有效性。

基于实际控保录波的HVDC送端区内阀短路故障定位

为高效、快速识别高压直流输电系统整流站区内4种典型阀短路故障,提出融合控保录波数据的阀短路故障定位方法。首先,基于Y桥和D桥阀短路保护动作,识别12脉动换流器出线短路;然后,根据阀短路保护动作后执行的控制逻辑引起的各桥故障电流特征差异,在考虑控制系统对故障特征影响的基础上,设计基于不同阀导通状态时各桥三相电流标幺化的阈值分类判据,以区分区内交流侧相间短路和各桥桥臂短路及换流器6脉动换流器出线短路。最后,基于RTDS与实际控保系统的闭环仿真平台,验证了本文所提阀短路故障定位方法的有效性。

基于故障波形特征的换流阀短路故障定位分析

基于实际在运特高压直流工程模型的实时数字系统仿真(real time digital simulator,RTDS)模拟整流侧和逆变侧换流阀不同区域故障点,分析阀区不同典型故障点产生故障波形特征并给出8种快速判据,同时重点分析单阀短路故障时三种故障时刻下故障波形特征,最后提出一种基于故障波形特征的换流阀短路故障点快速定位方法,在工程现场故障分析时能够快速分析定位故障阀,具有重要工程实际应用价值。

高压直流输电中阀短路保护的动作方程研究

作为高压直流输电系统中换流器的主保护,现有的阀短路保护主要有2类动作方程。这2类动作方程的动作函数和制动函数均存在一定的差异。通过分析阀短路保护测量的电流在各种换流器故障下的变化规律,对2类动作方程进行了对比分析。在此基础上,对其中的一类动作方程进行了改进,使其具备定位故障桥的功能。提出阀短路保护的分段式制动函数,较好地克服了保护的选择性和灵敏性之间的矛盾,并给出了相应的参数确定方法。以CIGRE直流输电标准测试系统为例,对区内所有短路故障和区外一些短路故障进行测试,验证了该文对2种动作方程理论分析的正确性和制动函数中参数确定方法的合理性。

高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析

阀短路保护是高压直流输电系统中换流器的主保护。文中定量分析计算了在整流侧和逆变侧发生阀短路故障时的故障电流,结果表明,相比整流侧阀短路,逆变侧阀短路时的短路电流要小得多,以此为基础分析了阀短路保护的动作方程,并按传统交流比率差动保护的方法确定了动作方程中的相关参数。对动作方程分析表明,由于整流侧和逆变侧阀短路时故障电流大小的差异以及控制系统的影响,逆变侧阀短路时保护有可能拒动。换流变压器空载充电时由于电流互感器饱和及三相电流互感器暂态特性的不一致会出现较大差流,有可能使阀短路保护误动。基于实时数字仿真仪(RTDS)的实验仿真结果验证了文中对阀短路动作方程理论分析的正确性。提出了阀短路保护的配置和整定建议,可较好地克服灵敏性与可靠性之间的矛盾。

基于电流积分的HVDC系统阀短路故障分类与定位方法

为实现高压直流输电(HVDC)系统阀短路故障的快速有效处理,提出了一种基于电流积分的阀短路故障分类与定位方法。定义六脉动换流器电流路径中的"交流截面""上桥臂截面"和"下桥臂截面",计算出采样窗内流过各截面的电流积分,以其大小关系为判据,区分交流侧相间短路、桥臂短路和直流出线短路3种典型阀短路故障类型;针对桥臂短路故障,进一步计算出采样窗内各交流支路和其对应桥臂支路的电流积分差值,定位故障桥臂。基于CIGRE模型的仿真结果表明,该方法能快速分类与定位阀短路故障,且不受故障时刻、噪声和采样窗长的影响。

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究

文章基于±800 kV酒泉—湖南特高压直流工程中实际配备的换流阀短路保护,分析研究了其保护动作策略以及软件逻辑,并利用RTDS仿真系统对该工程典型运行工况下的两种换流阀短路故障情形进行了仿真计算,并通过仿真验证了该工程所配置的阀短路保护的可靠性。

基于阀短路保护的HVDC换流器区内故障定位新方法

阀短路保护在高压直流输电系统中起到换流器主保护的作用。现有的2类阀短路保护中,仅第1类阀短路保护能够反应于换流器区内的接地故障。但是,对于换流器区内的同一故障,第1类阀短路保护的动作具有不确定性;对于换流器区内的不同故障,第1类阀短路保护的动作具有相似性。文中结合MATLAB仿真,详细分析了接地故障下,第1类阀短路保护的动作特性;根据同一接地故障下第1类阀短路保护动作情况的不同,提出了一种故障时段划分方法,从而能够明确保护的动作情况;讨论了换流器区内不同故障下,第1类阀短路保护动作情况的相似性以及区分方法。综合上述故障时段划分方法及故障类型区分方法,提出了一种换流器区内故障定位的新方法。

柔性直流输电阀短路故障分析及其保护策略探讨

柔性直流输电技术(HVDCFlexible)采用电压源型换流器(VSC)以及PWM技术,其中全控型IGBT换流阀是VSC换流站的核心器件。本文主要根据柔性直流输电换流桥阀的工作过程,分析了VSC换流站整流侧发生阀短路故障时系统交直流侧的故障特征。总结故障特征并与传统HVDC系统发生类似故障时的故障特征进行比较,分析传统HVDC的保护策略应用于柔性直流输电的可行性。

换流阀三角形侧零序环流对阀短路保护的影响

笔者研究了换流阀三角形侧零序环流对阀短路保护误动作的影响。通过分析葛洲坝换流站两次阀短路保护无动作的情况,根据双极阀短路保护判据,指出零序环流使CT暂态饱和是这两次事故的主要原因,同时相应地给出了解决办法,为将来高压直流更好的安全稳定运行提供参考。

南桥换流站阀侧套管故障录波分析及阀短路保护改进建议

2008年12月21葛洲坝—南桥±500 kV直流输电工程南桥换流站极2换流变C相阀侧2.1套管箱体内油浸部分爆裂。笔者通过对故障跳闸相关保护录波图的分析,推断出故障性质及故障点位置,为迅速查清故障提供了支持。换流变现场吊套管调查进一步证实了波形分析结论。对故障录波图的进一步分析,发现阀短路保护在桥臂接地故障发生时不能快速动作,会导致故障范围扩大,因此提出通过修改差动电流检测逻辑完善该保护的建议。该建议对葛—南、龙—政、宜—华三个超高压直流输电工程均具有指导意义。

基于双侧电流平衡原理的灵宝换流站阀短路保护优化研究

通过灵宝背靠背换流站直流系统阀短路保护动作方程分析,发现其在测量系统故障时存在误动的可能,针对该问题提出了优化的背靠背直流系统阀短路保护方案,即采用对侧的换流变阀侧交流电流作为制动量,并通过MATLAB仿真试验验证了该优化方案的正确性。

基于LC振荡回路的晶闸管阀短路电流试验

晶闸管阀短路电流试验是考核直流输电晶闸管阀耐受短路电流能力的运行型式试验项目,要求试验结果跟实际运行工况具有等价性。本文使用LC振荡回路对直流输电晶闸管阀进行短路电流试验进行研究,并利用计算机仿真技术对其进行仿真研究,以确定回路参数准确性和试验方法的有效性。结果表明以LC振荡回路产生的短路电流,满足直流输电晶闸管阀短路电流标准要求,可做为进行直流输电晶闸管阀短路试验的有效方法。

高压直流输电系统阀短路保护动作研究

阀短路所形成的保护动作对高压直流输电系统的换流器起到一定的保护作用,对高压直流输电系统的安全运行有着重要的意义。本文通过分析系统阀短路保护的保护测点及范围,并利用实时数字仿真技术来做实验证明高压直流输电系统阀短路保护动作运行理论的正确性,以保证高压直流输电系统的正常运行。

VSC-HVDC系统中IGBT阀保护方案研究

针对电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)系统,首先分析正常运行情况下电压源换流器两侧交、直流电流之间满足的平衡关系。然后将换流器的5种开关模式按照桥臂导通状态分为两类工作状态,分析不同工作状态下全控型电力电子器件绝缘栅双极晶体管(IGBT)阀短路和阀开路的电流流通路径,研究故障后交流侧电流幅值和直流侧电流的变化及其相互关系。在此基础上,提出一种能够反应IGBT阀短路和阀开路的保护方案,将交流侧三相电流采样值分别与各自导通状态函数相乘并求和,并与直流侧电流采样值构成差动电流,利用该差动电流反应阀短路和阀开路故障,并给出保护的整定原则。最后,基于仿真平台搭建双端VSC-HVDC系统模型,验证了该保护方案的有效性。

换流变网侧阀侧短路特征分析

为了能根据故障录波波形快速判断换流变短路故障位置,对特高压直流实际运行中的3个换流变故障案例进行分析,总结出相应短路故障特征。换流变网侧匝间短路时,网侧首末端电流大小相等、同时发生变化且无明显的尖峰电流,交流母线电压在故障期间无明显跌落;换流变阀侧对地短路故障电流远小于网侧对地短路故障电流。

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。

楚雄换流站极Ⅰ低端阀厅F5避雷器动作导致极Ⅰ闭锁分析

楚雄换流站开始孤岛调试第四阶段补充实验,当操作到试验项目1的联网转孤岛(16.20_S12)中的第12步:将极Ⅰ高端换流变分接头控制模式由定角度模式改为Udi0模式后极Ⅰ低端阀厅F5避雷器动作,导致的极Ⅰ双阀组闭锁。此次闭锁主要是由于极Ⅰ低端阀厅F5避雷器故障引起的,在以往高压直流输电工程中较为少见,文章将故障分析、处理过程作了总结。

呼—辽直流输电系统换流阀区保护

简述了呼—辽直流输电系统换流阀区保护的实际配置情况,分析了阀短路保护和换相失败保护故障特征、保护原理及特点,总结了其与交流侧、直流侧其它保护的配合关系及区内其它保护功能的适用范围和特点。

云广特高压极I低端阀厅F5避雷器动作导致60EL-2动作分析

±800 kV楚穗直流输电工程是世界上第一个±800 kV特高压直流输电工程,输送容量为双极5 000 MW。该工程采用双十二脉动阀组串联接线方式,每个极包括高端阀组和低端阀组两个阀组。2012年12月15日楚穗直流楚雄换流站孤岛调试实验时,由于极I低端阀厅F5避雷器动作,导致极I极差动保护87DCM、阀组短路保护87CSDⅠ段与接地极线路电流不平衡保护60EL-2动作,极I双阀组闭锁。在以往直流工程中阀厅避雷器动作非常少见,并且涉及到动作的直流保护较多,文中着重分析阀厅F5避雷器动作为何导致接地极线路电流不平衡保护60EL-2动作,并提出今后直流工程接地极绝缘设计的一点建议,供大家参考。