PDF《MMC - HVDC 输电线路双端非同步故障测距方法》

2、 接地电阻和过渡电阻继续释放能量, 该阶段与 第②阶段暂态放电过程相类似.由于子模块电容无 法与桥臂电感构成电流通路, 因此桥臂电流不会通 过子模块二极管 D

1 对电容充电.跳闸后的电流通 路见附录 A 图A4. 由图

2、 附录 A 图A4可知, MMC 闭锁前子模 块电容放电回路包括电容、 电感和电阻元件, 而跳闸 后放电回路中只有电感和电阻元件, 因此可得单端 MMC( MMC 1或MMC

2 端) 闭锁前与跳闸后的等 效电路见附录 A 图A5.图中等效电容为C / n1, n1 为故障时刻某一相上桥臂投入的子模块数量, Lq 1为 等效电感, 包括线路电感、 星形电抗Ls 和桥臂电感 La, Rq 1为等效电阻, 包括线路电阻、 接地电阻 Rg 和941杨亚超, 等MMC - HV D C输电线路双端非同步故障测距方法 过渡电阻Rf. 1.

2 双极短路故障 MMC - HV D C 系统中直流侧发生双极短路是最严重的故障, 它会导致 MMC桥臂过电流, 存在损 坏设备的风险[

1 9] . 双极短路瞬间,MMC

1 与MMC 2的每相上、 下桥臂均构成了电容放电回路, 其单相电容放电回路如图3所示. 图3 双极短路故障后电容放电通路的单相电路 F i g .

3 S i n g l e - p h a s ec i r c u i t o f c a p a c i t o rd i s c h a r g ep a t h a f t e rd o u b l e - p o l e s h o r t c i r c u i t f a u l t 双极短路故障后, MMC 上、 下桥臂投入运行的 子模块串联, 等效电容为C / n, n 为单相桥臂子模块 投入个数, Lq

2 为等效电感, Rq

2 为等效电阻, MMC 闭锁前与跳闸后的单相等效电路见附录 A 图A6.

2 双端非同步故障测距方法原理 故障发生后双端换流站迅速闭锁, 交流侧电流 被断路器阻断, 电感放电完成, 子模块电容上仍有剩 余电压.本文所提方法通过控制双端子模块非同步 工作来获取其电容的电压和电流值, 然后根据双端 非同步数据计算故障距离. 2.

1 投入子模块的选取原则及测距原理 测距时投入子模块的数量决定了测距的初始电 压, 然而当一端 MMC测距初始电压较高时, 若另一 端MMC子模块电容因放电较多导致电压较低时, 测距端会向另一端子模块电容充电, 将无法正确计 算故障距离.本文采用测距时每次投入一个子模块 的原则, 并且要求任一相相关桥臂中至少有一个冗 余模块的电容没有被投入.由于测距端单个子模块 电容电压总是小于另一端 MMC桥臂子模块电容电 压总和( 即使在故障时相关桥臂n 个子模块均放电 完毕的情况下) , 因此测距端不会向另一端子模块电 容充电. 以正极接地短路为例, 假设故障距离 MMC 1端为x, 双端子模块非同步工作时的等效电路如图4 所示, L 为直流输电线路总长度, r 0, l

0 分别为直流 输电线路单位长度的电阻和电感, 等效电感取值为 Ls 1+La+x l 0, 等效电阻取值为Rg+Rf+x r 0. 图4 双端子模块非同步工作时的等效电路 F i g .

4 E q u i v a l e n t c i r c u i tw h e nt h e t w o - t e r m i n a l s u b - m o d u l ew o r k sa s y n c h r o n o u s l y 当开关S闭合后, 双端等效电路便构成了经典 的RLC串联电路, 由于电容具有初始电压, 因此电 路的放电过程即是二阶电路的零输入状态响应.则MMC 1端根据 KV L可以得到下式: L1 C d

2 uc

1 d t

2 +R1 C d uc

1 d t +uc

1 =0 (

1 ) 式中: L1=Ls

1 +La+x l 0, 为MMC

1 端等效电 感;

R1=Rg+La+x r 0, 为等效电阻;

uc 1为MMC 1端电 容瞬时电压. 由于 R L C串联回路中各元件取值的不确定性, 因此电容放电过程有过阻尼、 临界阻尼以及欠阻尼 3种放电过程.一般单极接地短路时电容处于过阻 尼放电情况, 双极短路时电容处于欠阻尼放电情况. 假设放电过程为过阻尼情况, 那么通过求解 R L C串 联电路放电过程的微分方程可得到下式: uc