直流保护的正确动作对交直流大电网的安全稳定运行具有重要意义。为了探究换流阀故障特性以及阀故障导致直流侧100 Hz谐波分量产生机理和计算方法,首先分别对整流器阀和逆变器阀误开通故障和不开通故障时的通断特性和换流器的开关函数特性进行理论分析;其次给出了换流器序分量开关函数模型,在此基础上分析了阀故障导致直流侧产生100 Hz谐波分量的机理,并提出了具体的计算方法;最后基于贵广-Ⅱ回HVDC系统详细模型对该分析方法进行了仿真验证。结果表明,换流阀导通逻辑顺序的改变引起直流侧产生100 Hz谐波分量,且关于100 Hz谐波分量的计算方法能满足工程实际计算要求,为进一步研究直流系统100 Hz保护提供理论分析基础。 区分两种故障，以兼顾两种故障对100Hz保护的不同要求。本文所关注的是该系列研究中换流阀故障时100Hz分量产生的机理以及具体计算方法。本文从理论上详细分析换流阀故障时各阀的通断特性，并建立了阀故障情况下换流器的开关函数模型；然后基于该模型对换流阀故障导致直流侧产生100Hz谐波分量的机理进行详细分析并给出了其具体的计算方法。1基于调制理论的换流器开关函数模型基于调制理论的换流器开关函数模型因其物理概念清晰、计算精度较高且过程相对简洁而被广泛应用于换流器的建模[16-17]。1.1调制理论图1所示为三相六脉动换流器结构示意图，系统正常运行时，各阀按图中编号依次导通。换流阀故障特性-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机图中，ua、ub、uc和ia、ib、ic分别为三相换向电压瞬时值和三相电流瞬时值；ud和id分别为直流电压和直流电流瞬时值。根据调制理论，直流电压和交流电流可以分别看作是对交流电压和直流电流的调制本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name，故有如下关系式假设对侧交流系统三相对称，由文献[20]可知，式(10)中E(m)Z可由()r()43/mμπZ近似求得，其中r(m)Z为换流器的m次换相阻抗。则阀故障时换流器直流侧100Hz谐波电流为：d(2)d(2)d(2)I=UZ(11)式中d(2)I表示直流侧100Hz谐波电流。4仿真验证以南方电网贵广-Ⅱ回HVDC系统详细模型为例，验证本文理论分析和计算方法的正确性。在仿真时设置整流侧和逆变侧正极Y桥的V1发生不开通故障，故障后整流侧和逆变侧电流开关函数的波形分别如图8(a)和8(b)所示。分别对比图4(a)和4(b)可知，本文对整流侧阀和逆变侧阀不开通的理论分析正确。同样设置整流侧和逆变侧正极Y桥的V1发生误开通故障，故障后整流测和逆变侧电流开关函数的波形分别如图8(c)和8(d)所示，对比图5(b)和图6(b)可知，本文对整流侧阀误开通的理论分析正确。由于在阀故障时，开关函数的工频分量占比最大，其它谐波分量几乎可以忽略，并且为了便于实际工程应用，处理时只取了工频分量，导致直流侧100Hz分量计算值存在误差。由表1可知，利用本文计算方法得到的阀故障后直流侧100Hz谐波分量的计算值与实际仿真值的误差均在7%以内(整流侧阀误开通故障不会引起直流100Hz谐波保护动作，不予考虑)，满足工程整定要求。5结论1）整流侧阀误开通故障，仅相当于故障阀提前开通，而其它阀仍然等间隔导通，此时对直流系统正常运行的扰动不大。2）整流侧阀不开通故障和逆变侧阀故障的结果均导致个别阀的不导通或持续导通且阀的导通逻辑顺序发生变化，其阀通断波形与一次换相失败类似。3）阀故障情况下，故障桥换流阀导通逻辑顺序的变化导致换流器的三相开关函数不对称而产生工频负序分量，进?换流阀故障特性-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name