[發明專利]一種高壓直流輸電換流器的閥短路故障分類與定位方法

有效

• 申請號: 201710412256.7
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107064720B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 何正友;劉磊;林圣
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種高壓直流輸電換流器的閥短路故障分類與定位方法，其步驟如下：

a、數據采集

高壓直流輸電的保護系統實時檢測換流器是否發生閥短路故障，若保護系統檢測出換流器發生閥短路故障則進行b步的操作；否則，重復本步的操作；

b、電流測量裝置將發生閥短路故障前的一個采樣窗內，采集到的的交流側的A相電流i_A、B相電流i_B、C相電流i_C和換流器的第n個換流閥的電流i_n，發送給保護系統的處理器；其中n為換流器的換流閥的序號，n＝1，2，3，4，5，6，分別對應于換流器的上橋臂A相，下橋臂C相，上橋臂B相，下橋臂A相，上橋臂C相，下橋臂B相位置處的換流閥；交流側的電流方向以流入換流器方向為正方向，換流閥的電流方向以閥導通方向為正方向；

c、數據處理

保護系統的處理器對電流測量裝置發送來的數據進行以下處理：

c1、對交流側的A相電流i_A、B相電流i_B、C相電流i_C和第n個換流閥的電流i_n，分別做積分運算，得到交流側的A相電荷量Q_A、B相電荷量Q_B、C相電荷量Q_C和第n個換流閥的電荷量Q_n；

c2、將A相電荷量Q_A、B相電荷量Q_B、C相電荷量Q_C中的正值相加得到交流截面電荷量Q_j，即：

式中，sgn(·)表示符號運算；

將第1個換流閥的電荷量Q₁、第3個換流閥的電荷量Q₃、第5個換流閥的電荷量Q₅中的正值相加得到上橋臂截面電荷量Q_s，即：

將第2個換流閥的電荷量Q₂、第4個換流閥的電荷量Q₄、第6個換流閥的電荷量Q₆中的正值相加得到下橋臂截面電荷量Q_x，即：

d、閥短路故障分類

處理器根據c步得到的交流截面電荷量Q_j、上橋臂截面電荷量Q_s和下橋臂截面電荷量Q_x，對閥短路故障進行分類：

若交流截面電荷量Q_j大于上橋臂截面電荷量Q_s，即Q_j-Q_s＞0，處理器給出閥短路故障類型為“交流側相間短路”的故障分類結果，并結束操作；

若交流截面電荷量Q_j、上橋臂截面電荷量Q_s和下橋臂截面電荷量Q_x均相等，即Q_j＝Q_s＝Q_x，處理器給出閥短路故障類型為“直流側出線短路”的故障分類結果，并結束操作；

若上橋臂截面電荷量Q_s和下橋臂截面電荷量Q_x不相等，即|Q_s-Q_x|＞0，處理器給出閥短路故障類型為“橋臂短路”的故障分類結果；同時轉入步驟e進行故障橋臂的定位；

e、故障橋臂定位

處理器算出交流側的A相電荷量差值Δ_A，Δ_A＝|Q_A|-(Q₁+Q₄)、B相電荷量差值Δ_B，Δ_B＝|Q_B|-(Q₃+Q₆)、C相電荷量差值Δ_C，Δ_C＝|Q_C|-(Q₂+Q₅)：找出三相電荷量差值Δ_A、Δ_B、Δ_C中的最大者，即最大的相電荷量差值，該最大的相電荷量差值所在的相別，即為閥短路故障在故障橋臂中的相別；若該故障所在相別的電流為正值，則閥短路故障位于換流器的下橋臂；否則，閥短路故障位于換流器的上橋臂。

2.如權利要求1所述的一種高壓直流輸電換流器的閥短路故障分類與定位方法，其特征在于：所述的發生閥短路故障前的一個采樣窗是高壓直流輸電保護系統檢測到閥短路故障發生時至之前的1ms時段。