[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

一種高壓直流輸電換流器的閥短路故障分類與定位方法，其步驟為：a.若高壓直流輸電保護系統判斷換流器發生閥短路故障，保護系統的處理器讀取采樣窗內電流測量裝置采集到的電流量信息；b.處理器積分計算截面電荷量和支路電荷量差值；c.處理器根據各截面電荷量的大小關系區分換流器交流側短路、橋臂短路和直流出線短路；d.若發生橋臂短路，處理器進一步根據支路電荷量差值的大小和交流支路電流的方向定位故障橋臂。該方法可以快速分類定位閥短路故障，利于故障的快速、有效處理，避免事故擴大，且方法不受故障時刻、噪聲和采樣窗長的影響，對采樣率要求低，具有良好的適應性。

技術領域

本發明涉及一種高壓直流輸電換流器的閥短路故障分類與定位方法。

背景技術

高壓直流輸電系統輸電容量大、輸電距離遠、傳輸損耗低，因此在我國電力格局中占據著越來越重要的地位。截止2015年底，我國電網裝機容量15億千瓦，跨區輸電功率達到2.1億千瓦，其中23回高壓直流輸電線路承擔了其中三分之一的傳輸功率。高壓直流輸電的基本原理是：在高壓直流輸電系統的送電端用換流器進行整流，將三相交流電轉換為直流電，電能經過高壓直流輸電線路傳輸，再在高壓直流輸電系統的受電端用換流器進行逆變，將直流電轉換為三相交流電，電能送入受電端的交流系統。

換流器是高壓直流輸電系統中最重要的元件之一，承擔了整流和逆變兩種重要的換流任務。換流器的核心部件為上橋臂三相上的三個閥、下橋臂三相上的三個閥。換流器的常見故障是閥短路故障，它是換流器的閥內部或外部絕緣損壞被短接的故障，典型的閥短路故障包括換流器交流側相間短路、橋臂短路和直流出線短路三類，其中橋臂短路故障可能發生于換流器的上下橋臂中任意一相。

在實際工程中，高壓直流輸電的保護系統在檢測到閥短路故障發生后將閉鎖換流器，但具體的閥短路故障類型和位置并不明確，需要人為分析判斷。導致在閥短路故障發生后，保護系統無法自動、準確判斷故障的類型(包括交流側相間短路、橋臂短路、直流出線短路三類)和位置(橋臂短路故障下具體的橋臂及相別)，從而使故障不能得到快速有效地處理，降低了系統的運行效率和可靠性。

發明內容

本發明的目的是提供一種高壓直流輸電換流器的閥短路故障分類與定位方法，該方法能夠在高壓直流輸電換流器的閥短路故障發生后，快速區分出交流側相間短路、橋臂短路和直流出線短路三種典型的閥短路故障類型，且對于橋臂短路故障可精確定位故障橋臂及其相別，從而更快速、有效地對故障進行處理，防止事故擴大，提高系統的運行效率和可靠性。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，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、電流測量裝置在采樣窗內將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：