PDF《MMC - HVDC 输电线路双端非同步故障测距方法》

1 = UC

1 p2 -p1 ( p2 e p

1 t -p1 e p

2 t ) (

2 ) i c

1 =- UC

1 L1( p2 -p1) ( e p

1 t -e p

2 t ) (

3 ) uL

1 =- UC

1 p2 -p1 ( p1 e p

1 t -p2 e p

2 t ) (

4 ) p1 =- R1

2 L1 + R1

2 L1 ? è ? ? ? ÷

2 -

1 L1 C p2 =- R1

2 L1 - R1

2 L1 ? è ? ? ? ÷

2 -

1 L1 C ì ? í ? ? ? ? ? ? (

5 ) 式中: i c 1为MMC 1端电容瞬时电流;

uL 1为电感瞬时 电压;

p1, p2 为微分方程的特征根. 然而无论在哪一种放电过程情况下, 电容电流 必然经历由小到大再趋向于零的变化过程, 其最大 值时刻由d i / d t=0得到. uc 1, i c 1以及uL 1随时间变 化曲线见附录 A 图A7. 2.

2 单极接地短路故障测距方法 双端等效 R L C 电路分别在其电容电流最大时 刻tm 1与tm 2时, 电感电压为零, 此时得到图4的简化 电路见附录 A 图A8. 根据以上分析可知, 通过采样电容放电过程中 电流的最大值以及该时刻的电压值, 便可以计算得 到故障线路距离, 如下式: uc 1( tm 1) i c 1( tm 1)=Rg +Rf +x r

0 (

6 )

0 5

1 2

0 1 8,

4 2 (

1 6 ) ・研制与开发・ h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m uc 2( tm 2) i c 2( tm 2)=Rg +Rf + ( L -x) r

0 (

7 ) 式中: uc 1( tm 1) , i c 1( tm 1) 分别为 MMC 1端放电电容 在tm 1时刻的瞬时电压、 电流;

uc 2( tm 2) , i c 2( tm 2) 分别 为MMC 2端放电电容在tm 2时刻的瞬时电压、 电流. 联立方程式(

6 ) 、 式( 7) 得出故障距离x 以及过 渡电阻Rf 的表达式为: x=

1 2 r

0 uc 1( tm 1) i c 1( tm 1)- uc 2( tm 2) i c 2( tm 2) ? è ? ? ? ÷ + L

2 (

8 ) Rf =

1 2 uc 1( tm 1) i c 1( tm 1)+ uc 2( tm 2) i c 2( tm 2)-L r

0 -2 Rg ? è ? ? ? ÷ (

9 ) 本文利用双端非同步的电容电压电流信息, 可 以计算得到过渡电阻的大小, 因而测距方法不受过 渡电阻影响, 提高了测距精度. 2.

3 双极短路故障测距方法 采用同样的分析方法, 双极短路在双端电容电 流最大值时刻tm 3与tm 4时, 其简化电路可表示为见 附录 A 图A9.此时 R L C 网络中等效电感的取值 为2 La+x l 0, 等效电阻的取值为Rf+2 x r 0. 由MMC 1端与 MMC 2端的简化电路得到的表 达式如下: uc 3( tm 3) i c 3( tm 3)=Rf +2 x r

0 (

1 0 ) uc 4( tm 4) i c 4( tm 4)=Rf +2 ( L -x) r

0 (

1 1 ) 式中: uc 3( tm 3) , i c

3 ( tm 3) 分别为双极短路时 MMC

1 端放电电容在tm 3时刻的瞬时电压、 电流;

uc 4( tm 4) , i c 4( tm 4) 为MMC 2端放电电容在tm

4 时刻的瞬时电 压、 电流. 联立方程式(

1 0 ) 、 式(

1 1) 得出故障距离x 以及 过渡电阻Rf 的表达式为: x=

1 4 r

0 uc 3( tm 3) i c 3( tm 3)- uc 4( tm 4) i c 4( tm 4) ? è ? ? ? ÷ + L

2 (

1 2 ) Rf =

1 2 uc 3( tm ........