[发明专利]一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法和系统

说明书

本发明一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法和系统，包括以下步骤：S1当换流变阀侧交流区域发生故障时，通过交流区域的差动保护动作信号判断故障是否为单相故障，若是单相故障，进入下一步，若否则判断故障为非单相故障；S2对差动保护动作信号延时t₁之后再次判断故障是否为单相故障，若是单相故障，进入下一步，若否则判断故障为非单相故障；S3计算换流变阀侧交流区域中各相交流电压的有效值，判断是否仅差动保护动作信号对应的相的交流电压有效值小于阈值，若是则判断故障为单相故障，并记录发生故障的电压相；若否则判断故障为非单相故障。其能够可靠、准确的判断阀侧交流区域发生的单相或非单相故障，保证系统的稳定和设备的安全。

技术领域

本发明是关于一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法和系统，属于电力电子技术领域。

背景技术

柔性直流输电是一种新型的直流输电技术，其特点是采用基于全控型器件的电压源型换流器和脉宽调制技术进行直流输电。柔性直流输电技术以其更好的可控性和适应性，适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等领域。

随着柔性直流技术的发展，高电压等级、大容量的工程越来越多，柔性直流系统的拓扑结构，从对称单极发展成双极结构。双极拓扑结构，一般采用站内接地或者是接地极的方式接地，接地点在双极的中性线区域。在阀侧交流区域发生故障后，尤其是单相故障，站内的中性区接地点和故障接地点构成回路，故障后暂态过程中，由换流器提供故障电流，由于故障电流含有直流偏置，导致阀侧安装的交流断路器，无法拉断故障电流，使故障电流持续时间较长，容易损坏设备，危害直流系统稳定和安全。

在学术和实际工程中，对上述问题已有了适合的解决方案，即发生单相故障时与其他故障类型的处理策略分离开来，针对单相故障的特征，合理分配保护动作、开关动作的时序，能够有效的避免开关的损坏并且正确的切除故障。但执行不同策略的前提，是能够快速准确的判断出故障的相别。因此，如何区分出不同的交流故障相，成为故障执行逻辑以及故障切除的先决条件，也是保护动作后重要的逻辑之一，但现有技术中还没有可以简单快速区分出不同的交流故障相的方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法和系统，其通过差动保护的动作信号和换流变阀侧交流故障的有效值，判别出换流变阀侧交流故障的相别，从而对不同相别的故障采用不同的处理策略，其能够简单、可靠、快速的判断出不同的交流故障相，从而减小对设备的危害和对系统的扰动。

为实现上述目的，本发明公开了一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法，包括以下步骤：S1当换流变阀侧交流区域发生故障时，通过交流区域的差动保护动作信号判断故障是否为单相故障，若是单相故障，进入下一步，若否则判断故障为非单相故障；S2对差动保护动作信号延时t₁之后再次判断故障是否为单相故障，若是单相故障，进入下一步，若否则判断故障为非单相故障；S3计算换流变阀侧交流区域中各相交流电压有效值，判断是否仅差动保护动作信号对应的相的交流电压有效值小于阈值，若是则判断故障为单相故障，并记录发生故障的电压相；若否则判断故障为非单相故障。

进一步，换流器所在的拓扑结构中包括用于提供交流电压的换流变压器和用于交直流变换的换流单元，换流单元包括若干相，每相均包括上桥臂和下桥臂，每个桥臂均包括桥臂电抗器及模块化多电平换流器。

进一步，换流变压器阀侧设有第一电流互感器，用于测量换流变压器阀侧电流；换流变压器和换流单元之间靠近换流单元侧设有第二电流互感器，用于测量换流单元阀侧连接线上电流；上桥臂的电抗器和换流器之间设有第三电流互感器，上桥臂的电抗器和换流器之间设有第四电流互感器，第三电流互感器和第四电流互感器分别用于检测上桥臂和下桥臂的电流。

进一步，换流变阀侧交流区域为第一电流互感器与第三电流互感器及第四电流互感器之间的所有交流区域。