[发明专利]阳极饱和电抗器的换流阀关断过程电压与电流确定方法

说明书

本发明涉及直流输电技术，具体涉及阳极饱和电抗器的换流阀关断过程电压与电流确定方法，包括：对晶闸管换流阀关断暂态过程外电路的简化；建立关断暂态过程晶闸管等效电路；建立关断过程中晶闸管内部储存电荷等效模型，考虑晶闸管的公差，设置不同的储存电荷，得到关断暂态过程晶闸管等效模型；建立阳极饱和电抗器SR非线性模型；得到关断过程中任一时刻晶闸管换流阀的电压和电流大小，以及全关断过程晶闸管换流阀的电压和电流波形。该方法准确的分析了阳极饱和电抗器对关断过程的影响；考虑了晶闸管由于公差导致储存电荷不同引发的关断时间的不同及其产生的影响，能够获得全关断过程任一时间点晶闸管两端的电压及流经的电流数值。

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，特别涉及阳极饱和电抗器的换流阀关断过程电压与电流确定方法。

背景技术

随着经济社会的发展与远距离大容量的输电需求，高压直流输电技术在电力系统中逐渐被大量使用。在换相关断过程中，高压直流输电晶闸管阀两端将出现电压突变现象。由于电路杂散电容和电感的存在，该突变电压会进一步引发电压振荡，产生暂态电压过冲，对晶闸管及其他电气元件造成危害。

阳极饱和电抗器就是换流阀保护的关键元件。除限制晶闸管开通时的电流上升率di/dt外，在阀关断过程中，电流将快速减小，阳极饱和电抗器铁芯变为非饱和状态，其电感值随之逐渐增大。阳极饱和电抗器的分压能力逐渐增强，能够限制较高电压上升率du/dt，从而抑制可能致阀误导通的反向峰值电压。此外，阳极饱和电抗器能够在过电压情况下，分担较大的阀总电压从而对晶闸管起保护作用。

在实际工程应用中，晶闸管阀换相关断时的电流及电压过冲需要严格限制，这将对阳极饱和电抗器的参数设计提出要求。因此，有必要对考虑阳极饱和电抗器的换流阀关断暂态过程作准确分析，确定晶闸管阀关断过程的电压与电流，使其满足设计要求。此前，“含阳极饱和电抗器的换流阀关断过程电压与电流确定方法”，就开通过程进行了简化，确定了晶闸管阀换相开通时的电压与电流，但晶闸管阀换相关断过程与开通过程存在极大差异，对于开通过程的原理分析及其等效模型皆无法用于关断过程中。因此需对晶闸管阀换相关断过程进行分析，进而得到晶闸管阀换相关断时的电流及电压，而国内外尚未出现类似的技术发明。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种考虑阳极饱和电抗器的直流输电换流阀关断暂态过程中电压与电流的确定方法，

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：阳极饱和电抗器的换流阀关断过程电压与电流确定方法，包括以下步骤：

步骤1、采用A相直流电压源、B相直流电压源和C相直流电压源分别替代三相交流电压源，将电容支路作等效变换，简化未参与换相过程的晶闸管换流阀，完成对晶闸管换流阀关断暂态过程外电路的简化；

步骤2、针对处于关断暂态过程的晶闸管换流阀，建立晶闸管换流阀等效电路模型，并简化阻尼支路，得到简化后关断暂态过程晶闸管等效电路；

建立关断过程中晶闸管内部储存电荷等效模型，考虑晶闸管的公差，设置不同的储存电荷，得到关断暂态过程晶闸管等效模型；

步骤3、建立阳极饱和电抗器SR非线性模型，阳极饱和电抗器等效模型包括线性电阻R_ek与线性电感L_mk、开关S_srk依次串联形成的多条支路并联，k为正整数；

步骤4、通过仿真实验数据，得到关断过程中任一时刻晶闸管换流阀的电压和电流大小，并通过监测示波器，得到全关断过程晶闸管换流阀的电压和电流波形。

在上述阳极饱和电抗器的换流阀关断过程电压与电流确定方法中，步骤1的实现包括：