[发明专利]一种基于换相电感能量变化率的换相失败检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于换相电感能量变化率的换相失败检测方法及装置，属于继电保护技术领域，解决了现有技术中换相失败判别方法存在判断准确性较低的问题。方法包括以下步骤：采集逆变侧的换流器阀侧电流、换流器直流电压、直流电流，以及，换流母线电压；基于采集的数据，分别计算换流器中D桥、Y桥换流器换相电感能量变化率差；基于所述D桥、Y桥换流器换相电感能量变化率差和换相失败判据，确定换流器是否发生换相失败。本发明实现了换相失败的判别，提高了换相失败的判别准确性。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于换相电感能量变 化率的换相失败检测方法及装置。

背景技术

随着高压直流输电系统电压等级和传输功率的提升，逆变侧换流器 换相失败发生的概率逐渐提高。由于换相失败的发生会引起直流系统传 输功率下降，继发的连续换相失败甚至会导致功率传输中断进而引起直 流闭锁，严重威胁直流输电系统的安全稳定运行。因此，判断换相失败 对实际系统安全运行具有重要的意义，为后续消除换相失败对系统的影 响奠定了基础。

目前针对换相失败判别的研究主要从关断角、交流电压、直流电流 这三个系统运行状态量展开。基于关断角的判别方法主要是检测流过预 关断阀的电流降为零的时刻与对应换相电压过零时刻，计算上述两个时 刻的差值并将其转化为角度量以获得实际关断角，进而与极限关断角进 行比较判断是否发生换相失败。但该方法在处理临界附近的换相失败情 况时容易发生误判。基于交流电压的判别方法主要是从最小电压降落、 临界换相“电压–时间”面积、临界换相电压这三方面进行换相失败的 预测。但是上述研究均基于正弦波形电压，忽略了实际运行中波形畸变 的重要影响，预判结果准确性不足。基于直流电流特征的判别方法，主 要是利用小波能量分析和数学形态学分析等方法分析直流电流，进而判 定换相失败。但是该方法在换流器直流短路后才能判别换相失败的发生， 且阈值的选取依赖于大量样本数据。

综上，现有的换相失败判别方法存在判断准确性较低的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于换相电感能量变 化率的换相失败检测方法及装置，用以解决现有的换相失败判别方法存 在判断准确性较低的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种基于换相电感能量变化率的换相 失败检测方法，包括以下步骤：

采集逆变侧的换流器阀侧电流、换流器直流电压、直流电流，以及， 换流母线电压；

基于采集的数据，分别计算换流器中D桥、Y桥换流器换相电感能 量变化率差；

基于所述D桥、Y桥换流器换相电感能量变化率差和换相失败判据， 确定换流器是否发生换相失败。

进一步地，所述基于采集的数据，分别计算换流器中D桥、Y桥换 流器换相电感能量变化率差，包括：

根据采集的逆变侧换流器阀侧电流，分别确定换流器中D桥、Y桥 换流器参与换相的相；

基于所述D桥、Y桥换流器中参与换相的相，分别得到D桥、Y桥 换流器中参与换相的相构成的阀侧线电流微分；

基于所述D桥、Y桥换流器中参与换相的相构成的阀侧线电流微分， D桥、Y桥换流器中参与换相的相，以及采集的数据，分别得到D桥、 Y桥换流器换相电感能量变化率实际值和计算值；

基于所述D桥、Y桥换流器换相电感能量变化率实际值和计算值， 计算D桥、Y桥换流器换相电感能量变化率差。

进一步地，所述换流器中D桥、Y桥换流器换相电感能量变化率差 S_md、S_my分别表示为：