[發明專利]一種換流閥臂接地故障檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201810860509.1
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108761269A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 曹天植;葛俊;鄧占鋒;劉蓁;王曉斐;徐彭亮;陳瑞;王豐;鄭立;宋潔瑩;劉海軍;黃天嘯;謝歡;劉苗;李烜;王長瑞;劉軍娜
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網有限公司;國網冀北電力有限公司;全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;H02H7/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;許曼

本發明提供了一種換流閥臂接地故障檢測方法及系統，其中，方法包括：采集換流閥的三相閥臂電流及直流電流；根據三相閥臂電流計算閥臂零序電流；根據閥臂零序電流及直流電流計算差動電流；監測差動電流的幅值，當監測到差動電流的幅值大于第一預定閾值時確定理論上發生閥內接地故障，斷開與換流閥相連的交流斷路器。本發明通過根據閥臂零序電流與直流電流計算得到的差動電流，能夠準確地確定換流閥內部是否發生接地故障，通過斷開與換流閥相連的交流斷路器，能夠保護閥臂子模塊不被擊穿，提高系統運行的穩定性與可靠性。

技術領域

本發明屬于換流閥技術領域，尤其涉及一種換流閥臂接地故障檢測方法及系統。

背景技術

隨著全球大電網系統的逐漸擴大，對電網互聯技術的要求就越來越高。傳統的交流傳輸方式弊端越來越多，不適用于現在要求的高壓大功率輸電方式。因此對換流器的需求量逐漸增多，而相比基于晶閘管的電網換相換流器(Line Commutated Converter,LCC)而言，電力電子換流器不存在換相失敗的問題，具有開關損耗小，輸出波形質量高等優點，在電能的發電、輸電、變電、配電及用電環節廣泛應用，因此，在工業、輸配電等中高壓大容量場合，對電力電子換流器的需求迅速增加。因此，電力電子換流器可方便的應用于中高壓大容量輸電系統，擁有廣闊的應用前景。

換流器通常由換流閥接成一定的回路來構成的，換流閥由閥臂子模塊、電抗器、隔離變壓器。換流閥在實際運行過程中，其保護配置分為交流保護區、直流保護區、負荷保護區和裝置級保護區。其中，裝置級保護區對換流閥本體進行保護，主要采用閥臂欠壓保護、閥臂過流保護、交流母線零序電壓保護等保護策略。

對于閥臂欠壓保護及交流母線零序電壓保護策略，不能在不增加電流測點的情況下可靠判別閥臂接地故障。

對于閥臂過流保護策略，能夠判別閥臂接地故障，主要是將電流互感器(Currenttransformer，CT)安裝在換流閥的直流側及三相橋臂，當閥臂出現接地故障時，由閥臂電流互感器(current transformer,CT)檢測到過流，閥臂過流保護動作，閥臂子模塊閉鎖，但此時，故障接地點與正常接地點之間的回路電壓直接加在閥臂子模塊兩端，導致閥臂子模塊中電力電子器件過壓，閥臂子模塊面臨連鎖擊穿的風險。

發明內容

本發明用于解決現有換流閥臂過流保護策略執行時無法區分閥內外接地故障，還將會導致閥臂子模塊中的電力電子器件過壓，存在被連鎖擊穿的風險。

為了解決上述問題，本發明提供如下技術方案：

根據本發明的第一方面，提供一種換流閥臂接地故障檢測方法，包括：

采集換流閥的三相閥臂電流及直流電流；

根據三相閥臂電流計算閥臂零序電流；

根據閥臂零序電流及直流電流計算差動電流；

監測差動電流的幅值，當監測到差動電流的幅值大于第一預定閾值時確定理論上發生閥內接地故障，斷開與換流閥相連的交流斷路器。

根據本發明的第二方面，提供一種換流閥臂接地故障檢測系統，包括：

采集模塊，用于采集換流閥的三相閥臂電流及直流電流；

第一計算模塊，用于根據三相閥臂電流計算閥臂零序電流；

第二計算模塊，用于根據閥臂零序電流及直流電流計算差動電流；

控制模塊，用于監測差動電流的幅值，當監測到差動電流的幅值大于第一預定閾值時確定理論上發生閥內接地故障，斷開與換流閥相連的交流斷路器。

根據本發明的第三方面，提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如下步驟：