[發(fā)明專利]一種高壓直流輸電系統(tǒng)換相失敗檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410830448.6
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104614640A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉天琪;王峰;趙磊;李興源;張英敏;陳實
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)換相失敗檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

1)直流系統(tǒng)換相過程由式(1)表示

Lcdi4dt+Ua=Lcdi6dt+Ub---(1)]]>

式中，i₄，i₆分別為流過晶閘管4和晶閘管6的電流，U_a，U_b分別表示交流側(cè)A，B相電壓，因為直流側(cè)都裝有一個較大的平波電抗器，因此假設(shè)直流電流I_d保持恒定且無紋波，即i₄+i₆＝I_d,式(1)可寫為

Uab=Lcc(Id-i4)dt-Lcdi4dt=-2Lcdi4dt---(2)]]>

式中，U_ab為線電壓，對上式兩端作關(guān)于t的定積分，下限為換流初始時刻t₀，ωt₀＝α或t₀＝α/ω，上限為換流結(jié)束時刻t₁，ωt₁＝α+μ或t₁＝(α+μ)/ω，對式(2)兩邊積分可得

∫t0t1-2Lcdi4dtdt=∫t0t1Uabdt---(3)]]>

在閥4向閥6換相過程中，換相電流i₄由I_d減小到0，因此式(3)積分后可得：

Id=∫t0t1-Uab2Lcdt---(4)]]>

2)考慮n次(n≥2)諧波的影響，線電壓可表示為

式中，E_n為n次諧波電壓幅值，φ_n為n次諧波相角，將式(5)代入式(4)，可得

式中，是所有諧波分量的疊加，若要換相成功，t₁時刻要滿足式

ωt₁＝α+μ≤180°-γ_min?????(7)

臨界熄弧角γ_min的大小取決于晶閘管的物理特性，受材料特性的影響，晶閘管的去游離時間約為400μs，對應(yīng)γ_min＝7°，若等式(7)不成立，也就是等式(8)右側(cè)基波電壓和各諧波電壓的積分不足以使得晶閘管2的電流從I_d降到0，此時晶閘管2會持續(xù)導(dǎo)通，出現(xiàn)換相失敗，即

式中，t₀＝α/ω，t₁＝(π-γ_min)/ω，因此，為了避免換相失敗，諧波項的影響應(yīng)盡可能??；

3)n次諧波的諧波換相時間面積可表示為

由式(9)可得，諧波的影響與諧波電壓幅值，觸發(fā)超前角α，諧波次數(shù)等因素有關(guān)，將式(9)化簡，可得

式中，A_n定義為諧波換相系數(shù)，θ_n為簡化過程的附加角度，是已知量。由式(10)可見，影響諧波換相面積的因素主要包括諧波換相系數(shù)A_n、n次諧波相角和電壓E_n，由于的不確定性和不易測性，A_n的意義在于某一運行狀態(tài)下n次諧波對于換相過程的最大可能的影響程度；

式(10)可用于分析諧波對于換相過程的影響程度，由于的不確定性，此處忽略正弦函數(shù)項，計算諧波電壓換相面積對基波最大可能影響程度，定義諧波影響系數(shù)G_n1，

Gn1=AnEnA1E1---(11)]]>

式(11)在式(10)的基礎(chǔ)上進(jìn)了簡化，式(8)可用于檢測各次諧波對于基波換相面積的影響程度，G_n值越大，諧波對于換相過程的影響越大，一般可認(rèn)為直流就極有可能發(fā)生換相失敗，工程人員可根據(jù)直流的實際運行狀態(tài)調(diào)整閾值，該方法只需計算諧波換相系數(shù)和諧波電壓，易于工程計算和分析。