HVDC送端交流系统故障引起换相失败的机理分析

作者：朱海; 郝亮亮^*; 和敬涵; 郭智琳; 陈争光

来源：电工技术学报, 2023, 38(16): 4465-4478.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220989

• 换相失败
• 送端交流故障
• 相位偏移
• 关断角
• 触发指令

通常认为高压直流输电（HVDC）的换相失败是由受端交流系统或换流阀故障引起，但工程实践中发现，送端交流故障同样可能引发逆变器的换相失败。目前，针对此类换相失败的研究较少，且大多局限于传统的母线电压幅值特征，对其机理研究不够深入。鉴于此，首先通过分析故障后的交直流系统响应，指出与一般受端故障不同，送端交流故障引发的换相失败发生在故障切除后的恢复阶段，且受端母线电压幅值大小不是其关键因素。在此基础上，对故障切除后的受端母线电压相位特性进行剖析，得出有功功率的恢复会导致受端母线电压相位前移，进而压缩关断裕度并造成触发延迟。进一步地，在不同故障程度下分析了系统换相失败过程对应的触发指令与直流电流的变化。结果表明，当送端故障相对轻微，受端保持定关断角（CEA）控制时，相位前移及突增的直流电流是导致逆变器换相失败的主要原因；而在送端故障程度加深，受端切换至定电流（CC）控制后，相位前移是换相失败的主要原因。最后，基于CIGRE标准模型，仿真验证了分析的正确性。

• 单位
  北京交通大学; 国家电网有限公司