[發明專利]一種電壓源換流器故障保護方法和保護裝置

有效

• 申請號: 201810178338.4
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN110233472B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 盧東斌;潘衛明;田杰;王永平;盧宇;魯江
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種電壓源換流器故障保護方法和保護裝置，具體為：在不具有直流故障穿越能力的電壓源換流器兩端并聯旁通晶閘管閥組的電路上，電壓源換流器檢測到交流系統發生故障或者直流系統發生故障，導致電壓源換流器電壓或電流超過閾值，投入旁通晶閘管閥組，跳開所述電壓源換流器的交流進線開關，并將故障信息傳送到整流站，閉鎖整流站相應的換流器和逆變站所述電壓源換流器。上述電壓源換流器保護方法及裝置有效解決了電壓源換流器因直流側引起的過壓和過流問題，保證電壓源換流器可靠運行。

技術領域

本發明屬于柔性直流輸電、高壓直流輸電領域，具體涉及一種電壓源換流器故障保護方法和保護裝置。

背景技術

基于電壓源換流器的直流輸電優點為可控性高，可接入無源系統，不需要無功補償裝置；缺點為換流器開關損耗大，當逆變側交流系統或換流器發生故障時，會對換流器產生較大的電壓和電流沖擊，嚴重時甚至損壞換流器。

逆變側采用半橋結構的模塊化多電平換流器時，當逆變側交流系統發生故障時，逆變側和整流側直流電壓都會抬升，整流側通過迅速閉鎖換流器來防止逆變側換流器過壓和過流。雖然在某些故障工況下，整流側能通過感知直流電壓突然升高或直流電流突然增大來抑制故障電壓或電流，但是不能實時獲取子模塊的電壓和電流信息，這是因為整流側獲取逆變側故障信息存在站間通訊延時，且逆變側橋臂電流不等同于直流電流。因此，僅依靠迅速調節整流側很難滿足所有故障工況對換流器電壓或電流要求。

當逆變側采用基于電網換相的換流器和電壓源換流器串聯的混合換流器時，逆變側交流系統發生故障時，基于電網換相的換流器會發生換相失敗，其兩端電壓下降為零，相比于上述逆變側只采用電壓源換流器，整流側甚至不能通過檢測直流電壓來判斷逆變側電壓源換流器發生過壓故障，只能依靠站間通訊來獲取逆變站故障信息，由于站間通訊存在延時，很容易導致電壓源換流器過壓和過流。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種電壓源換流器故障保護方法，防止電壓源換流器過壓和過流，保護電壓源換流器可靠運行；并提供一種電壓源換流器故障保護裝置，用于控制此換流器保護電路。

為了達成上述目的，本發明采用的技術方案是：一種電壓源換流器故障保護方法，用于控制一種電壓源換流器保護電路，電壓源換流器檢測到故障，投入旁通晶閘管閥組，跳開電壓源換流器的交流進線開關，并將故障信息傳送到整流站，閉鎖整流站相應的換流器和逆變站的電壓源換流器。

上述電壓源換流器保護電路，用于保護電壓源型閥組，至少包含一個旁通晶閘管閥組，連接方式為在電壓源型閥組兩端并聯旁通晶閘管閥組，旁通晶閘管閥組的陽極與所述電壓源型閥組的正極相連，旁通晶閘管閥組的陰極與所述電壓源型閥組的負極相連。

上述電壓源型閥組至少包括一個電壓源換流器，或者通過正極和負極公共端通過直流線路連接到遠方的電壓源換流器；可選地，旁通晶閘管閥組的陽極與電壓源型閥組的正極之間或旁通晶閘管閥組的陰極與電壓源型閥組的負極之間增加限流電抗。

上述電壓源換流器自身不具有直流故障穿越能力，是以下任一種或多種：兩電平換流器、二極管箝位型多電平換流器、半橋結構子模塊組成的模塊化多電平換流器MMC、兩電平級聯型換流器CSL或堆疊式兩電平換流器CTL；上述換流器由可關斷的全控型功率半導體組成。

上述旁通晶閘管閥組只包含一個橋臂，由多個晶閘管串聯組成，并包含相應的驅動保護電路；或者所述旁通晶閘管閥組是并聯的電網換相換流器的旁通對或通過所述并聯的電網換相換流器快速移相實現；可選地，在多個晶閘管串聯后的始端或末端串聯直流轉換開關或者隔離刀閘；可選地，在旁通晶閘管閥組兩端并聯旁通開關，旁通開關為以下任一種：直流轉換開關、隔離刀閘或直流轉換開關和隔離刀閘。上述電網換相換流器為六脈動橋式電路或十二脈動橋式電路，其由不可關斷的半控型功率半導體組成，一般采用不可關斷的晶閘管。上述電網換相換流器快速移相是通過快速調節電網換相換流器的觸發角，降低電網換相換流器的電壓或增大電網換相換流器的電流。