[发明专利]一种高压直流输电换流器的阀短路故障分类与定位方法

摘要

一种高压直流输电换流器的阀短路故障分类与定位方法，其步骤为：a.若高压直流输电保护系统判断换流器发生阀短路故障，保护系统的处理器读取采样窗内电流测量装置采集到的电流量信息；b.处理器积分计算截面电荷量和支路电荷量差值；c.处理器根据各截面电荷量的大小关系区分换流器交流侧短路、桥臂短路和直流出线短路；d.若发生桥臂短路，处理器进一步根据支路电荷量差值的大小和交流支路电流的方向定位故障桥臂。该方法可以快速分类定位阀短路故障，利于故障的快速、有效处理，避免事故扩大，且方法不受故障时刻、噪声和采样窗长的影响，对采样率要求低，具有良好的适应性。

主权项

1.一种高压直流输电换流器的阀短路故障分类与定位方法，其步骤如下：a、数据采集高压直流输电的保护系统实时检测换流器是否发生阀短路故障，若保护系统检测出换流器发生阀短路故障则进行b步的操作；否则，重复本步的操作；b、电流测量装置将发生阀短路故障前的一个采样窗内，采集到的的交流侧的A相电流i_A、B相电流i_B、C相电流i_C和换流器的第n个换流阀的电流i_n，发送给保护系统的处理器；其中n为换流器的换流阀的序号，n＝1，2，3，4，5，6，分别对应于换流器的上桥臂A相，下桥臂C相，上桥臂B相，下桥臂A相，上桥臂C相，下桥臂B相位置处的换流阀；交流侧的电流方向以流入换流器方向为正方向，换流阀的电流方向以阀导通方向为正方向；c、数据处理保护系统的处理器对电流测量装置发送来的数据进行以下处理：c1、对交流侧的A相电流i_A、B相电流i_B、C相电流i_C和第n个换流阀的电流i_n，分别做积分运算，得到交流侧的A相电荷量Q_A、B相电荷量Q_B、C相电荷量Q_C和第n个换流阀的电荷量Q_n；c2、将A相电荷量Q_A、B相电荷量Q_B、C相电荷量Q_C中的正值相加得到交流截面电荷量Q_j，即：式中，sgn(·)表示符号运算；将第1个换流阀的电荷量Q₁、第3个换流阀的电荷量Q₃、第5个换流阀的电荷量Q₅中的正值相加得到上桥臂截面电荷量Q_s，即：将第2个换流阀的电荷量Q₂、第4个换流阀的电荷量Q₄、第6个换流阀的电荷量Q₆中的正值相加得到下桥臂截面电荷量Q_x，即：d、阀短路故障分类处理器根据c步得到的交流截面电荷量Q_j、上桥臂截面电荷量Q_s和下桥臂截面电荷量Q_x，对阀短路故障进行分类：若交流截面电荷量Q_j大于上桥臂截面电荷量Q_s，即Q_j‑Q_s＞0，处理器给出阀短路故障类型为“交流侧相间短路”的故障分类结果，并结束操作；若交流截面电荷量Q_j、上桥臂截面电荷量Q_s和下桥臂截面电荷量Q_x均相等，即Q_j＝Q_s＝Q_x，处理器给出阀短路故障类型为“直流侧出线短路”的故障分类结果，并结束操作；若上桥臂截面电荷量Q_s和下桥臂截面电荷量Q_x不相等，即|Q_s‑Q_x|＞0，处理器给出阀短路故障类型为“桥臂短路”的故障分类结果；同时转入步骤e进行故障桥臂的定位；e、故障桥臂定位处理器算出交流侧的A相电荷量差值Δ_A，Δ_A＝|Q_A|‑(Q₁+Q₄)、B相电荷量差值Δ_B，Δ_B＝|Q_B|‑(Q₃+Q₆)、C相电荷量差值Δ_C，Δ_C＝|Q_C|‑(Q₂+Q₅)：找出三相电荷量差值Δ_A、Δ_B、Δ_C中的最大者，即最大的相电荷量差值，该最大的相电荷量差值所在的相别，即为阀短路故障在故障桥臂中的相别；若该故障所在相别的电流为正值，则阀短路故障位于换流器的下桥臂；否则，阀短路故障位于换流器的上桥臂。