[發(fā)明專利]一種減少換流閥換相失敗的電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310430659.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103457504A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉民;云玉新;姚金霞
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02M7/515
• 分類號: H02M7/515;H02M1/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種減少換流閥換相失敗的電路。?

背景技術(shù)

目前，基于國家“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”的電力工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃，高壓直流輸電（HVDC）成為未來電力工業(yè)發(fā)展的重要方向。高壓直流輸電憑借其在遠(yuǎn)距離大容量輸電、電纜輸電和交流電網(wǎng)互聯(lián)等領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢，在近十年來獲得了長足的發(fā)展與進(jìn)步，中國業(yè)已成為直流輸電第一大國。?

高壓直流輸電在遠(yuǎn)距離大容量輸電與交流電網(wǎng)互聯(lián)等方面發(fā)揮著不可替代的作用，其穩(wěn)定運(yùn)行對電網(wǎng)具有重要的實際意義，因而如何預(yù)警與預(yù)防各種高壓直流輸電故障是目前亟待解決的現(xiàn)實問題。換流閥換相失敗是高壓直流輸電最常見的故障之一，統(tǒng)計結(jié)果顯示，每回直流每年發(fā)生幾次至十幾次換相失敗故障，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。因此，探索研究切實可行，行之有效的換相失敗預(yù)警與預(yù)防措施對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行意義重大，并具有現(xiàn)實的必要性與緊迫性。?

目前主要采用的減少換相失敗的方法有：?

1.利用無功補(bǔ)償維持換相電壓穩(wěn)定。采用無功補(bǔ)償裝置對直流輸電系統(tǒng)尤其是聯(lián)于弱交流系統(tǒng)的直流系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，增大系統(tǒng)的有效短路比（ESCR），用在換流站中可提高暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，減小換相失敗發(fā)生的幾率。?

2.采用較大的平波電抗器限制暫態(tài)直流電流的上升。暫態(tài)時直流電流的上升容易導(dǎo)致?lián)Q相失敗，當(dāng)逆變器發(fā)生一次換相失敗，逆變側(cè)的直流電壓為零時，相當(dāng)于直流線路末端短路，造成直流電流上升，如果直流電流上升較快，容易造成繼發(fā)性換相失敗，所以應(yīng)該采用較大的平波電抗器限制暫態(tài)直流電流上升。?

3.增大超前觸發(fā)角β的整定值。增大超前觸發(fā)角β可以有效地減少逆變器發(fā)生換相失敗的可能性，但是β的增大是以減少直流系統(tǒng)傳輸?shù)墓β室约霸龃笙到y(tǒng)消耗的無功功率為代價的。若保持閥側(cè)電壓不變，增大β將導(dǎo)致逆變側(cè)直流電壓降低，在保持直流電流不變的情況下，直流傳輸?shù)墓β蕦p少。因此，增大超前觸發(fā)角β來避免換相失敗的方法是以犧牲直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性為代價的。?

4.系統(tǒng)規(guī)劃時降低換流變壓器漏抗。換流變壓器漏抗的降低將增大熄弧角，減少換相失敗的發(fā)生。變壓器漏抗是變壓器短路阻抗的一部分，當(dāng)發(fā)生換相失敗時，換流變壓器副?邊短路，故障電流主要由變壓器短路阻抗限制。若換流變壓器的短路阻抗過小，將產(chǎn)生過大的故障電流。因而，降低換流變壓器漏抗也有一定的限度。?

5.采用適當(dāng)?shù)挠|發(fā)脈沖控制方式。目前工程中常用的換流閥觸發(fā)脈沖控制方式有：換流閥等間隔觸發(fā)脈沖控制方式與逆變器定熄弧角控制。換流閥等間隔觸發(fā)脈沖控制方式：由于等間隔觸發(fā)脈沖控制方式不直接依賴于同步電壓，能獨立地產(chǎn)生等相位間隔觸發(fā)信號，使系統(tǒng)在逆變器交流側(cè)發(fā)生不對稱故障時仍有較強(qiáng)的穩(wěn)定運(yùn)行能力，減少了逆變器換相失敗的可能性。但當(dāng)交流母線電壓下降時，觸發(fā)脈沖難以做出相應(yīng)調(diào)整，仍有較大的換相失敗風(fēng)險。逆變器定熄弧角控制：逆變器實測式定熄弧角控制將實際測定的各閥熄弧角與其整定值進(jìn)行比較，若某個閥的熄弧角小于其整定值，則通過處理回路立即增大下一個閥的超前觸發(fā)角β，使逆變器運(yùn)行在恒定熄弧角以維持足夠的換相裕度，以減少換相失敗發(fā)生的概率，提高運(yùn)行可靠性。但由于閥的實際熄弧時間還會受到下一對閥換相的影響，當(dāng)交流電壓大幅下降時，仍難以避免換相失敗。?

綜上所述，無功補(bǔ)償和平波電抗器會增大高壓直流輸電系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)行成本，且只能一定程度的減小換相失敗發(fā)生的幾率。兩種觸發(fā)脈沖控制方式，各有利弊，仍然無法杜絕換相失敗故障的發(fā)生。增大超前觸發(fā)角β又會犧牲傳輸功率，增大系統(tǒng)無功消耗，降低了高壓直流輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。因此，有必要探索一種經(jīng)濟(jì)有效的防治措施，在保證高壓直流輸電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，盡可能的降低換相失敗故障的幾率。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種減少換流閥換相失敗的電路，該電路能實現(xiàn)橋臂的快速關(guān)斷，減小橋臂關(guān)斷所需的總的電壓時間面積，實現(xiàn)換流閥的快速換相，減少換相失敗的發(fā)生。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：?

一種減少換流閥換相失敗的電路，在換流閥的橋臂晶閘管處反向并聯(lián)二極管。?

所述二極管反向并聯(lián)于多個串聯(lián)晶閘管中的若干晶閘管之間。?

所述換流閥的橋臂晶閘管中一部分晶閘管為快速晶閘管。?