[发明专利]一种柔性直流输电系统桥臂电抗器短路保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种柔性直流输电系统桥臂电抗器短路保护方法及装置，所述方法通过采集柔性直流换流器的桥臂电流、直流侧电流和网侧变压器中性点电流，并提取所述桥臂电流的二次谐波分量及所述网侧变压器中性点电流的直流分量，根据预设条件，判断桥臂电抗器是否发生短路故障，若是，则发出告警信号并定位发生桥臂电抗器短路故障的换流器。本发明计算量小，可以提高效率，可靠性高，能充分考虑柔性直流输电系统复杂运行工况的影响，有效识别桥臂电抗器的短路故障，从而保护桥臂电抗器和换流阀等设备。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电系统领域，尤其涉及一种柔性直流输电系统桥臂电抗器短路保护方法及装置。

背景技术

桥臂电抗器是柔性直流输电系统的重要设备之一，具有抑制故障电流上升率的作用。桥臂电抗器在模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)三相上下桥臂中分别配置，一般位于交流连接点和换流阀之间，也有工程将桥臂电抗器安置在直流极线和换流阀之间，以减轻两相桥臂穿墙套管短路故障对系统造成的影响。桥臂电抗器内部由多匝线圈构成，当桥臂电抗器内部发生匝间短路故障或端间短路故障时，换流器三相桥臂参数不再对称，桥臂中出现谐波电流，长时间运行会对桥臂电抗器和换流阀带来危害。

现有技术方案一般通过观察桥臂电抗器温升和噪音情况来对在运行的桥臂电抗器进行监测，又或者在停运检修时对桥臂电抗器的劣化状态进行评估，这种方法无法及时发现桥臂电抗器的内部故障。也有技术方案提出通过检测桥臂环流、子模块电容电压、直流电压和直流电流的谐波量来判别桥臂电抗器短路故障，但该方案没有充分考虑柔性直流输电系统复杂运行工况的影响。当柔性直流输电系统处于静止同步补偿器(StaticSynchronous Compensator,STATCOM)或空载加压试验(Open Line Test,OLT)等无直流功率传输运行模式时，阀控会主动向桥臂注入环流以保证桥臂电流检测的准确性，当柔性直流输电系统处于单极大地运行模式时，直流电流经过大地流入变压器中性点可能会导致变压器饱和产生谐波电压电流，现有技术方案在这些运行工况下可能会出现误判。此外，现有技术方案需要采集多个电气量进行大量运算，效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种柔性直流输电系统桥臂电抗器短路保护方法，计算量小，可以提高效率，可靠性高，能充分考虑柔性直流输电系统复杂运行工况的影响，有效识别桥臂电抗器的短路故障，从而保护桥臂电抗器和换流阀等设备。

为解决以上的技术问题，本发明实施例提供一种柔性直流输电系统桥臂电抗器短路保护方法，包括：

采集柔性直流换流器的桥臂电流、直流侧电流和网侧变压器中性点电流；

提取所述桥臂电流的二次谐波分量及所述网侧变压器中性点电流的直流分量；

根据预设条件，判断桥臂电抗器是否发生短路故障，若是，则发出告警信号并定位发生桥臂电抗器短路故障的换流器。

优选地，所述提取所述桥臂电流的二次谐波分量及所述网侧变压器中性点电流的直流分量，具体为：

对所述桥臂电流和网侧变压器中性点电流进行傅里叶分解，提取所述桥臂电流的二次谐波分量及所述网侧变压器中性点电流的直流分量。

优选地，当预设条件同时满足时，则判断桥臂电抗器发生短路故障；

所述预设条件具体为：

(1)max(IbP_100Hz，IbN_100Hz)I_set1；

(2)I_dc≥I_set2；

(3)I_NI_set3；