[发明专利]电力电子变压器出口短路故障稳态电流获取方法

说明书

一种电力电子变压器出口短路故障稳态电流获取方法。从DC/DC变换器整体性出发构建内部存在损耗的直流变压器模型，通过计算电压变比K_u与电流变比K_i得出电压电流变比结果后将低压直流处故障电阻折算到上一级直流线路末端，从而最终问题转变为上一级直流线路故障问题，利用交流电源出口处直流线路故障分析方法获得出口短路故障稳态电流。本发明根据换流器闭锁失败情况下的极间短路故障稳态特性，从整体性出发计算电力电子变压器的电压电流变比，进而得到故障稳态电流。

技术领域

本发明涉及的是一种配、用电领域的技术，具体是一种电力电子变压器出口短路故障稳态电流获取方法。

背景技术

故障机理分析是继电保护的理论基础，是电网安全可靠运行的基石。现有的方法对于电力电子变压器故障分析的基本的思路是，先假定故障发生后换流器闭锁，切断电源侧提供的故障电流。在这个假定的前提下考虑电力电子变压器出口极间短路故障。故障暂态过程分为电容放电和电感续流两个阶段。故障稳态过程并没有分析，认为在换流器闭锁情况下，电源侧不向电力电子变压器出口直流侧故障点提供故障电流。电力电子变压器出口故障经历电容放电和电感续流后故障电流衰减至0，即利用换流器控制特性实现故障清除。实际工程中，故障发生后闭锁信号产生电路可能出现问题，无法发出闭锁信号。此时，故障暂态过程中换流器件以及直流线路将会承受较大的过流水平，并且故障达到稳态后，由于电源侧供流作用，换流器件以及直流线路中仍然存在较大的故障电流。因此，设备以及线路选型需要考虑换流器闭锁失败情况下的故障特性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种电力电子变压器出口短路故障稳态电流获取方法。根据换流器闭锁失败情况下的极间短路故障稳态特性，从整体性出发计算电力电子变压器的电压电流变比，进而得到故障稳态电流。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明从DC/DC变换器整体性出发构建内部存在损耗的直流变压器模型，通过计算电压变比K_u与电流变比K_i得出电压电流变比结果后将低压直流处故障电阻折算到上一级直流线路末端，从而最终问题转变为上一级直流线路故障问题，利用交流电源出口处直流线路故障分析方法获得出口短路故障稳态电流。

附图说明

图1为实施例DC/DC变换器出口短路故障示意图；

图2为实施例DC/DC变换器出口短路故障电流示意图；

图3为实施例电力电子变压器出口短路故障整体结构图；

图4为实施例PSCAD中搭建的直流配电系统总体结构图。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及的DC/DC变换器出口短路故障模型，包括：三电平逆变器和不控整流器，其中：DC/DC变换器输入侧设有串联二极管以防止上一级直流线路发生故障时产生故障电流倒送，不控整流器的出口分别设有用于平稳整流器输出电流的串联电感L_d、用于平稳低压直流线路输出电压的并联电容C₂以及故障电感L与故障电阻R。

本实施例从DC/DC变换器整体性出发，将其视为一个内部存在损耗的直流变压器，通过计算电压变比K_u与电流变比K_i得出电压电流变比结果后将低压直流处故障电阻折算到上一级直流线路末端，从而最终问题转变为上一级直流线路故障问题，利用交流电源出口处直流线路故障分析方法求解得到出口短路故障稳态电流。