[发明专利]一种柔性直流系统的启动电阻开路保护方法及其保护电路

说明书

本发明公开了一种柔性直流系统的启动电阻开路保护方法及其保护电路，通过与启动电阻串联的电流互感器检测所述启动电阻上的电流瞬时值；电流互感器需要满足最低采样频率要求；在连续测量到不少于两个电流值为零的测点后，若其后电流变化率大于预设值，则判定为发生了启动电阻开路故障。当所述启动电阻开路时，停止不控充电过程，并检查所述启动电阻；可在启动过程中及时检测出启动电阻开路故障，避免电阻局部开路后下次继续投入运行启动，造成更严重的电阻故障，影响柔直系统运行。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流系统的启动电阻开路保护方法及其保护电路。

背景技术

柔性直流系统的启动电阻是柔性直流系统的重要设备。启动电阻在柔性直流系统启动时投入，合上交流断路器后，交流电源通过启动电阻向柔性直流换流阀不控整流充电，充电完成后合上与启动电阻并联的旁路隔离开关，将启动电阻旁路。

在合上交流断路器后，启动电阻上的电压、电流迅速上升到最大值，然后逐渐降低，直至不控充电完成。在此过程中，可能由于电阻质量问题发生电阻内部元件短路烧蚀，继而形成局部开路。由于启动充电过程中启动电阻两端承受较高电压，局部断开后，该电压将施加在断口上，又将引起断口短路击穿，回路电流继续，断口进一步烧蚀，不断扩大短路烧蚀范围和激发开路范围。此时仅从电流电气量上难以判断发生了开路故障。在不控整流充电后期阶段，由于断口两端电压逐渐下降，当压差无法维持断口燃弧，该断口在一段暂态时间内可能不再击穿续流。

并且启动电阻一次启动过程中一相开路后，下一次启动时，一开始就将有非常高的电压施加在该小间隙上，且此电阻的多个部位的空气净距都将不满足要求，引起多部位的间隙剧烈短路放电，造成更严重的电阻烧蚀，多次启动过程将引起故障累积效应，造成启动电阻的严重破坏。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性直流系统的启动电阻开路保护方法，所述方法包括:

通过启动电阻进行不控充电时，通过与启动电阻串联的电流互感器检测所述启动电阻上的电流瞬时值；

在连续测量到不少于两个电流值为零的测点后，若其后电流变化率大于预设值，则判定为发生了启动电阻开路故障，停止不控充电过程，并检查所述启动电阻。

优选地，所述电流互感器的最低采样频率要求为：

其中，U₁为启动电阻开路后预设间隙击穿电压，U_M为启动电阻的相电压峰值。

作为一种优选方式，所述电流变化率的预设值为

其中，f_s为工作电压频率，R为单相启动电阻阻值。

本发明另一实施例还提供一种柔性直流系统的启动电阻开路保护电路，所述电路包括电流互感器、启动电阻和旁路开关；

所述电流互感器的第一端与所述旁路开关的第一端连接，所述电流互感器的第二端与所述启动电阻的第一端连接，所述启动电阻的第二端与所述旁路开关的第二端连接，所述旁路开关的第一端还用于连接柔性直流系统的柔直变压器，所述旁路开关的第二端还用于连接所述柔性直流系统的柔性直流换流器。

本发明又一实施例还提供一种柔性直流系统的启动电阻开路保护电路，所述电路包括电流互感器、启动电阻和旁路开关；所述电流互感器的第一端与所述旁路开关的第一端连接，所述电流互感器的第二端与所述启动电阻的第一端连接，所述启动电阻的第二端与所述旁路开关的第二端连接，所述旁路开关的第一端还用于连接交流电源，所述旁路开关的第二端还用于连接所述柔性直流系统的柔直变压器。