逆变侧换流变压器网侧接地故障对差动保护影响分析

发布时间：2024-02-26 05:54

　　特高压直流输电系统逆变侧换流变网侧单相接地故障后,网侧电压跌落可能会引发直流系统换相失败,有直流分量流入换流变压器绕组,使变压器铁芯磁通发生偏移,引起换流变饱和,产生故障性涌流,进而影响其安全稳定运行。针对逆变侧换流变网侧单相接地故障产生的故障性涌流问题,通过开关函数理论讨论了换流阀正常换相以及换相失败两种情况下网侧故障电流特征,分析了逆变侧网侧单相接地故障后换流变磁通的变化情况。在此基础上,研究了电流互感器饱和对换流变差动保护的影响。结果表明,换流变网侧区内故障情况下,网侧电流互感器饱和,使得换流变差动电流二次谐波含量超过门槛值,导致差动保护误闭锁。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了分析的正确性。

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【部分图文】：

图1换流变阀侧接地故障电流分布

在图1所示故障场景下，短路电流流经系统接地极、D桥换流器共阳极阀、D桥换流变、D桥换流器共阴极阀、Y桥换流器共阳极阀、Y桥换流变(A、C相)、短路点形成回路，如图1所示，短路回路阻抗小，短路电流幅值大，且短路电流流经换流阀，由于阀的单向导通性，导致短路电流位于时间轴上方，出现直流....

图2阀侧电流直流分量引起故障性涌流示意图

图1换流变阀侧接地故障电流分布由图2可得，在正常运行时，换流变铁芯工作在线性区域，励磁电流幅值较小，且为上下对称的正弦波；在换流变阀侧发生接地故障后，铁芯工作点发生偏移，并进入饱和区域，励磁电流波形产生畸变，产生故障性涌流；随着换流变饱和程度加深，故障性涌流幅值增大，出现间断角....

图3换流变故障性涌流特征

以换流变阀侧发生单相接地故障为例，如图3所示，其中ir3代表阀侧单相接地故障后换流变阀侧电流，im3代表换流变故障性涌流，故障性涌流在故障发生一段时间之后产生，波形具有间断特征，其波形直流偏置方向与网侧电流直流偏置方向相反，随着换流变铁芯逐渐反向饱和，故障性涌流逐渐反向增大至最大....

图4逆变侧极I换流变压器阀侧单相接地故障示意图

以图4所示电流正方向为例，流过某一相的电流可认为是相应上、下桥臂的换流阀阀电流的差值，以A相为例，其相电流表达式为当换流阀发生换相失败以后，根据故障严重程度的不同，故障后各换流阀的导通时间以及换相顺序可能会发生变化，进而其开关函数会有所改变。因此，分析换相失败情况下的换流阀特性时....

本文编号：3911432