[发明专利]一种用于直流输电系统换相失败的抑制方法及系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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X_T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X_T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X_T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。

发明内容

本发明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，本发明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。

基于本发明的另一方面，本发明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；