一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法，方法包括：将电阻、电容连接形成串联支路，将限流电感、串联支路以及开关进行并联，形成并联电路；建立三组并联电路，分别与换流变压器的交流侧的三相相连接；对换流变压器的交流侧进行短路电流检测；当换流变压器的交流侧没有检测出短路电流时，控制开关闭合，使得开关与换流变压器的交流侧接通，限流电感以及串联支路与换流变压器的交流侧断开，三组并联电路进行零阻抗电流传输；或者当换流变压器的交流侧检测出短路电流时，控制开关断开，使得限流电感以及串联支路与换流变压器的交流侧连通，用于降低换流变压器的三相中的故障相和正常相的故障电流。

Suppression method and system for commutation failure of DC transmission system

The invention discloses a suppression method for commutation failure in HVDC transmission system the method comprises: a resistor and a capacitor connected to form the series branch, the current limiting inductance, parallel series branch and switch to form a parallel circuit; a three group parallel circuit, three-phase respectively and AC side of converter transformer is connected; on the AC side current transformer short-circuit current detection; when the AC side of converter transformer not detected the short-circuit current when the control switch is closed, the switch from the AC side of the converter transformer is switched on, current limiting inductance and series branch and the AC side of the converter transformer is disconnected, the three parallel circuit zero impedance current transmission; or when the AC side of converter transformer short-circuit current detection, control switch, the current limiting inductance and series circuit and converter transformer The AC side connection is used to reduce the fault phase and the normal phase fault current in the three-phase transformer.

【技术实现步骤摘要】
一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法及系统
本专利技术涉及电力系统高压直流输电领域，更具体地，涉及一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法及系统。
技术介绍
高压直流输电(HVDC)因输电距离不受同步运行稳定性限制、输送容量大、线路造价低、功率调节迅速灵活等优点，在大区电网互联、远距离大容量输电及跨海峡输送电等方面得到广泛应用。换相失败是直流输电系统最常见的故障之一，在换流器中，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未进行完毕，则在阀电压变成正向时，被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，这种情况称为换相失败。它将导致直流电压降低、输送功率减少、电流增大、换流阀寿命缩短、换流变压器直流偏磁以及逆变侧弱交流系统过电压等不良后果。现有技术为了改善换相失败，通过增大超前触发角β或关断角γ整定值来减小发生换相失败的几率。在系统规划时，通过降低换流变压器的短路电抗XT即漏抗来降低换相电抗Xc，从而使换流器的换相重叠角μ变小，关断角γ变大，减少换相失败的发生。同时，换相电抗Xc的减小还有利于减小系统的运行损耗与无功补偿装置容量。但是，由于换流变压器的短路阻抗XT是换流运行中换相阻抗Xc的一个重要组成部分，当交流侧母线发生单相接地故障时，换流变压器交流侧电流迅速增加，由于故障电流主要是由变压器短路阻抗限制，如果换流变压器的短路电抗XT过小，短路故障电流很大，这对换流变压器和换流器的寿命是很不利的。因此，需要一种技术，以解决直流输电系统换相失败率高的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法及系统，以解决直流输电系统换相失败率高的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法，所述方法包括：将电阻、电容连接形成串联支路，将限流电感、所述串联支路以及开关进行并联，形成并联电路；建立三组所述并联电路，分别与换流变压器的交流侧的三相相连接；对换流变压器的交流侧进行短路电流检测；当换流变压器的交流侧没有检测出短路电流时，控制所述开关闭合，使得所述开关与所述换流变压器的交流侧接通，所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器的交流侧断开，所述三组并联电路进行零阻抗电流传输；或者当换流变压器的交流侧检测出短路电流时，控制所述开关断开，使得所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器的交流侧连通。优选地，所述开关为固态开关。优选地，所述换流变压器短路电抗小于0.06p.u.。优选地，所述并联电路与避雷器并联，用于限制所述开关操作过程中的暂态过电压。基于本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种用于直流输电系统换相失败的抑制系统，所述系统包括故障限流器，检测器：所述故障限流器，包括电阻、电容连接形成的串联支路，以及包括限流电感、所述串联支路以及开关形成的并联电路；所述故障限流器为三组；检测器，用于对换流变压器的交流侧进行短路电流检测；并且用于当换流变压器交流侧没有检测出短路电流时，控制所述开关闭合，所述开关闭合后与所述换流变压器的交流侧接通，使得所述限流电感以及所述串联支路与变压器的交流侧断开，所述三组并联电路进行零阻抗电流传输；或者当换流变压器的交流侧检测出短路电流时，控制所述开关断开，使得所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器交流侧连通。优选地，所述开关为固态开关。优选地，所述换流变压器短路电抗小于0.06p.u.。优选地，所述故障限流器包括避雷器，用于限制所述开关操作过程中的暂态过电压。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在换流变压器的交流侧的三相加装故障限流器，当直流输电系统发生换相失败时，通过对换流变压器的交流侧进行短路电流检测确认换相失败，并且控制开关瞬时断开，使得限流电感以及串联支路与换流变压器的交流侧连通，使故障限流器呈现出高阻抗状态，用于降低换流变压器的三相中的故障相和正常相的故障电流。本专利技术由于降低了故障电流，延长了换流变压器的使用寿命。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的换流变压器的交流侧加装故障限流器的电路结构示意图；图2为根据本专利技术实施方式的基于换流变压器的交流侧加装故障限流器的直流输电系统逆变侧接线电路结构示意图；图3为根据本专利技术实施方式的一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法流程图；图4为根据本专利技术实施方式的一种用于直流输电系统换相失败的抑制系统结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1为根据本专利技术实施方式的换流变压器的交流侧加装故障限流器的电路结构示意图。如图1所示，本专利技术的实施方式故障限流器是将电阻、电容连接形成串联支路，将限流电感、串联支路以及开关进行并联，形成并联电路。在正常工作状态，开关SW处于闭合状态，限流电感与串联支路被短路，换流变压器正常工作。故障限流器呈现零阻抗状态，输电系统有功功率及无功功率损耗忽略不计，对输电系统无影响，即压降为零。当换流器换相失败时，换流变压器的交流侧电流增大，换流变压器的交流侧检测出短路电流时，健全相的开关SW快速断开，限流电感L接入回路，故障限流器呈现出高阻抗状态，从而达到限制故障电流的目的。本专利技术实施方式中，故障限流器由限流电感L、电阻R、电容C连接形成串联支路以及开关SW与氧化锌避雷器并联而成。电阻R、电容C连接形成串联支路起到了阻容吸收、防止谐振的作用。并联的氧化锌避雷器用于限制开关SW操作过程中的暂态过电压。优选地，本专利技术实施方式中，开关SW为固态开关，当交流侧母线发生不对称接地故障时，交流侧健全相故障电流过大，检测到短路电流时，健全相固态开关SW快速断开，迅速地实现对换流变压器的保护。图2为根据本专利技术实施方式的基于换流变压器的交流侧加装故障限流器的直流输电系统逆变侧接线电路结构示意图。如图2所示，换流变压器的交流侧三相绕组分别加装故障限流器，由于高压直流输电系统换流器为12脉动桥，由两组6脉动桥并联而成，因此连接两组故障限流器，每组连接3个故障限流器。故障限流器的结构及工作过程详见图1中实施例的描述。图3为根据本专利技术实施方式的一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法流程图。如图3所示，本专利技术实施方式通过在换流变压器的交流侧的三相加装故障限流器，当直流输电系统发生换相失败时，通过对换流变压器的交流侧进行短路电流检测确认换相失败，并且通过控制开关瞬时断开，使得限流电感以及串联支路与换流变压器的交流侧连通，使故障限流器呈现出高阻抗状态，用于降低换流变压器的三相中的故障相和正常相的故障电流。在输电系统规划时换流变压器短路电抗XT越小，换相重叠角μ减小，关断角γ增大，减小了换相失败的可能性。同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法，所述方法包括：将电阻、电容连接形成串联支路，将限流电感、所述串联支路以及开关进行并联，形成并联电路；建立三组所述并联电路，分别与换流变压器的交流侧的三相相连接；对换流变压器的交流侧进行短路电流检测；当换流变压器的交流侧没有检测出短路电流时，控制所述开关闭合，使得所述开关与所述换流变压器的交流侧接通，所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器的交流侧断开，所述三组并联电路进行零阻抗电流传输；或者当换流变压器的交流侧检测出短路电流时，控制所述开关断开，使得所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器的交流侧连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法，所述方法包括：将电阻、电容连接形成串联支路，将限流电感、所述串联支路以及开关进行并联，形成并联电路；建立三组所述并联电路，分别与换流变压器的交流侧的三相相连接；对换流变压器的交流侧进行短路电流检测；当换流变压器的交流侧没有检测出短路电流时，控制所述开关闭合，使得所述开关与所述换流变压器的交流侧接通，所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器的交流侧断开，所述三组并联电路进行零阻抗电流传输；或者当换流变压器的交流侧检测出短路电流时，控制所述开关断开，使得所述限流电感以及所述串联支路与所述换流变压器的交流侧连通。2.根据权利要求1所述的方法，所述开关为固态开关。3.根据权利要求1所述的方法，所述换流变压器短路电抗小于0.06p.u.。4.根据权利要求1所述的方法，所述并联电路与避雷器并联，用于限制所述开关操作过程中的暂态过电压。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金忠，高飞，王琳，徐征宇，顾悦，张书琦，李江涛，赵晓宇，任子媛，赵志刚，郑敏军，孙建涛，曹辉，汪可，赵政，贾鹏飞，刘宇豪，遇心如，孙义，何家欣，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，西安交通大学，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11