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送端交流系统故障引起换相失败的影响因素及抑制方案
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作者 黄凡 郝亮亮 +2 位作者 朱海 陈争光 和敬涵 《电网技术》 北大核心 2025年第3期1137-1146,I0080,I0081,共12页
为降低高压直流输电系统送端交流故障引起受端发生换相失败的风险,首先对此类换相失败的影响因素进行分析,重点研究了故障时受端电压相位前移对关断裕度及触发偏差的影响,并考虑故障恢复期间逆变侧所处的控制模式,分析了直流电流突增对... 为降低高压直流输电系统送端交流故障引起受端发生换相失败的风险,首先对此类换相失败的影响因素进行分析,重点研究了故障时受端电压相位前移对关断裕度及触发偏差的影响,并考虑故障恢复期间逆变侧所处的控制模式,分析了直流电流突增对换相失败的影响。然后,针对上述影响因素及机理,构建了包括多重抑制策略及参数选取在内的整套抑制方案。该方案对受端换流母线相位前移量进行预测,基于预测量确定触发指令临界值,并对相位前移带来的触发偏差进行修正实现逆变器触发指令的动态调整。同时在整流侧增加电流改进控制策略,以解决恢复期间因控制策略响应速度不同导致的直流电流突增,使系统快速平稳地恢复至额定运行,进一步降低换相失败风险。最后,基于CIGRE标准测试系统进行仿真对比验证,结果表明提出的抑制方案能够有效抑制送端交流故障引起的换相失败。 展开更多
关键词 送端交流系统故障 换相失败 相位前移 突增的直流电流 抑制方案
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交流系统故障诱发多直流馈入系统换相失败风险评估 被引量:55
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作者 汪隆君 王钢 +1 位作者 李海锋 李志铿 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期9-14,共6页
换相失败是直流系统逆变器最常见的故障之一,交流侧故障是其最主要的诱因。文中以换相电压时间面积为换相失败判据,在构建换相失败风险评价指标体系的基础上,提出了交流系统故障诱发多直流馈入系统换相失败风险评估方法,计及了多个不确... 换相失败是直流系统逆变器最常见的故障之一,交流侧故障是其最主要的诱因。文中以换相电压时间面积为换相失败判据,在构建换相失败风险评价指标体系的基础上,提出了交流系统故障诱发多直流馈入系统换相失败风险评估方法,计及了多个不确定因素的综合作用。以南方电网2009年夏大运行方式为算例,充分验证了所述评估方法,能有效地探明诱发直流系统换相失败的薄弱环节,指导电网规划与运行维护,以减少或避免多直流系统换相失败,对保障电力系统的安全稳定运行具有现实意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 多直流馈入系统 换相失败 风险评估 交流系统故障
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交流系统故障时统一潮流控制器处理策略 被引量:9
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作者 潘磊 李斌 +4 位作者 杨光 董云龙 黄如海 邱德锋 孔祥平 《电力工程技术》 2017年第6期132-137,共6页
统一潮流控制器(UPFC)作为功能全面的电力电子设备,需具备较高的故障穿越能力。在交流线路发生故障时,UPFC的串、并联换流器均会承受故障的冲击,且对于线路的瞬时性故障,需要UPFC在线路故障清除后继续运行。从UPFC的结构和故障特性着手... 统一潮流控制器(UPFC)作为功能全面的电力电子设备,需具备较高的故障穿越能力。在交流线路发生故障时,UPFC的串、并联换流器均会承受故障的冲击,且对于线路的瞬时性故障,需要UPFC在线路故障清除后继续运行。从UPFC的结构和故障特性着手进行分析,提出了UPFC在交流系统故障时的处理策略,使其具备系统故障时的故障穿越能力;UPFC并联侧通过控制策略的优化能在故障期间持续运行,串联侧通过控制保护策略与线路保护和重合闸逻辑的配合,能快速退出及重新启动。该策略经过了人工短路试验的验证,并在南京UPFC示范工程运行过程中通过了系统实际故障的考验,该策略的合理性得到了验证。 展开更多
关键词 统一潮流控制器 交流系统故障 故障穿越 故障重启
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远海风电柔性直流送端交流系统故障协调控制 被引量:5
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作者 彭忠 黄海 +2 位作者 叶荣 李泰 郝俊芳 《全球能源互联网》 CSCD 2023年第6期628-639,共12页
为提升远海风电对称双极柔性直流送端交流系统单相接地故障和两相短路故障工况(第一类故障)下的功率输送能力,以及三相接地故障工况(第二类故障)的交流电压稳定性,提出海上换流站协调控制策略。首先分析了第一类故障的过电压和极间环流... 为提升远海风电对称双极柔性直流送端交流系统单相接地故障和两相短路故障工况(第一类故障)下的功率输送能力,以及三相接地故障工况(第二类故障)的交流电压稳定性,提出海上换流站协调控制策略。首先分析了第一类故障的过电压和极间环流产生机理,以及第二类故障的交流电压失稳机理。在此基础上,提出了功率平衡控制策略和输出有功电流策略。第一类故障下定电压控制极采用限压策略,功率平衡控制策略抑制极间环流,增大定电压控制极的功率,减少了交流电压控制器响应时间,提升了功率输送能力。第二类故障工况下,定电压控制极切换为交流电流控制模式,定功率控制极的输出有功电流策略抑制电压相量幅值和相位变化,解决了交流电压失稳的问题。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建远海风电柔性直流送出系统仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略有效性。 展开更多
关键词 远海风电 柔性直流 交流系统故障 协调控制
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LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统故障穿越控制策略 被引量:5
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作者 张楠 徐政 张哲任 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期39-45,53,共8页
送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用全半桥子模块混合型模块化多电平变流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,当受端交流系统发生故障时,受端交流电压跌落,受端功率传输受阻,盈余的功率导致子模块电容过电压,甚至可能造成设备的... 送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用全半桥子模块混合型模块化多电平变流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,当受端交流系统发生故障时,受端交流电压跌落,受端功率传输受阻,盈余的功率导致子模块电容过电压,甚至可能造成设备的严重损坏。为此,提出了一种基于FHMMC直流电压降压运行的受端交流系统故障穿越控制策略,使其直流电压始终低于逆变侧交流母线的电压有效值。同时,整流侧LCC保持常规的定直流电流控制,保证逆变侧的直流电流在额定值附近运行,从而实现了进入直流系统的有功功率与逆变器向受端交流系统输出的有功功率之间的平衡。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上对LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统发生的对称故障和不对称故障分别进行了仿真分析,仿真结果验证了所提控制策略能够快速有效地穿越受端交流系统故障,并抑制子模块电容过电压。 展开更多
关键词 混合直流输电 电网换相换流器 全半桥子模块混合型模块化多电平换流器 受端交流系统故障穿越 过电压抑制
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交流系统故障下高压直流输电晶闸管触发监测单元储能方式 被引量:10
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作者 周亮 张蕴馨 +3 位作者 林志光 任孟干 任佳丽 栾洪洲 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期160-164,共5页
晶闸管触发监测(TTM)单元是直流输电换流阀的核心器件之一,用于实现阀控系统和换流阀间信号的光电转换,完成换流阀的触发与保护,其性能直接影响直流输电工程的可靠性。文中给出了具有高电位复合取能功能的TTM的功能设计框图,研究交流系... 晶闸管触发监测(TTM)单元是直流输电换流阀的核心器件之一,用于实现阀控系统和换流阀间信号的光电转换,完成换流阀的触发与保护,其性能直接影响直流输电工程的可靠性。文中给出了具有高电位复合取能功能的TTM的功能设计框图,研究交流系统故障下TTM工作状态对高压直流输电系统的影响,提出TTM储能电路的设计方法,并以酒泉—湖南±800 kV/5 000 A直流工程参数为例,对TTM储能电路进行了理论计算、仿真分析和试验研究。以该成果为核心技术的A5000型换流阀TTM已应用于多个直流输电工程。 展开更多
关键词 晶闸管触发监测单元 交流系统故障 复合取能 储能电路
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整流侧交流系统故障对高压直流输电系统的影响 被引量:19
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作者 张海凤 朱韬析 《继电器》 CSCD 北大核心 2007年第15期24-27,共4页
针对交直流系统并联运行时二者相互影响的问题,以天广直流输电工程和整流侧交流系统故障的事故为基础,利用Matlab对整流过程做数学仿真,并采用傅立叶变换分析仿真结果,从理论的角度阐明了整流侧交流故障时直流电压和电流出现大量二次谐... 针对交直流系统并联运行时二者相互影响的问题,以天广直流输电工程和整流侧交流系统故障的事故为基础,利用Matlab对整流过程做数学仿真,并采用傅立叶变换分析仿真结果,从理论的角度阐明了整流侧交流故障时直流电压和电流出现大量二次谐波的原因,这有利于采取相应的保护和控制措施,减小谐波的影响和危害;对更深入的研究交直流并联系统的运行和控制、更有效地处理交直流系统之间的相互影响,也有一定的帮助。 展开更多
关键词 直流输电 整流侧 交流系统故障 谐波
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±1100kV/5000A换流阀在交流系统故障时的运行能力分析 被引量:5
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作者 田邑安 张雷 +2 位作者 李侠 刘宁 娄彦涛 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期98-101,106,共5页
笔者介绍了±1 100 kV/5 000 A换流阀的基本结构,分析了在交流系统故障时限制换流阀运行电流的因素。当交流系统出现对地故障时,就会引起换流站交流母线电压降低,从而影响换流阀的运行条件。以西电电力系统公司自主研制的±1 10... 笔者介绍了±1 100 kV/5 000 A换流阀的基本结构,分析了在交流系统故障时限制换流阀运行电流的因素。当交流系统出现对地故障时,就会引起换流站交流母线电压降低,从而影响换流阀的运行条件。以西电电力系统公司自主研制的±1 100 kV/5 000 A换流阀为例,通过主回路参数的计算及晶闸管结温的计算结合实际运行工况分析了±1 100 kV/5 000 A换流阀在交流系统故障时的运行能力。 展开更多
关键词 ±1 100 KV 换流阀 交流系统故障 运行电流
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向无源网络供电的MMC-HVDC送端交流故障穿越策略 被引量:17
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作者 肖亮 徐政 +2 位作者 刘昇 安婷 孔明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期89-98,共10页
向无源网络供电的模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统的送端交流系统发生故障时,功率传输的不平衡会使MMC-HVDC直流电压严重跌落直至系统崩溃。首先分析了送端交流系统发生故障时MMC电容放电的机理,然后设计了一种向无源... 向无源网络供电的模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统的送端交流系统发生故障时,功率传输的不平衡会使MMC-HVDC直流电压严重跌落直至系统崩溃。首先分析了送端交流系统发生故障时MMC电容放电的机理,然后设计了一种向无源网络供电的MMC-HVDC送端交流故障穿越策略,该策略的核心思想是在送端故障期间降低无源网络吸收的功率从而使MMC-HVDC直流侧功率尽量平衡。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了向由感应电动机和静态特性负荷组成的无源网络供电的MMC-HVDC系统,验证了送端系统故障时MMC电容放电机理。仿真结果表明,在所设计的故障穿越策略的作用下,MMC-HVDC在送端交流系统故障期间能够遏制直流电压跌落而保持稳定运行,提高了系统的故障穿越能力。 展开更多
关键词 无源网络 模块化多电平换流器型直流输电系统 送端交流系统故障 电容放电 故障穿越
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交流故障下永富直流换流器差动保护误动风险分析 被引量:12
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作者 束洪春 王璇 +2 位作者 田鑫萃 陈晶 王岩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期478-487,共10页
永富直流的逆变站(广西侧)交流系统稍弱于云南侧,因此当其逆变侧交流系统故障时,极易引起直流系统换相失败,甚至连续换相失败。永富直流继续沿用了延时3 s的100 Hz保护,因此急需对交流系统故障下直流系统保护是否存在误动风险进行分... 永富直流的逆变站(广西侧)交流系统稍弱于云南侧,因此当其逆变侧交流系统故障时,极易引起直流系统换相失败,甚至连续换相失败。永富直流继续沿用了延时3 s的100 Hz保护,因此急需对交流系统故障下直流系统保护是否存在误动风险进行分析预判。以永富直流系统仿真模型和现场采用的阀组保护逻辑为基础,仿真分析了逆变侧交流系统不同故障类型、不同故障相角及直流不同运行方式下,现行阀组保护的动作特性并统计了其动作概率,并基于此给出了换流器差动保护误动的风险概率。分析表明:逆变侧交流系统发生单相接地、两相接地以及三相故障时,阀组差动存在误动的风险,而桥差保护不会误动;逆变侧交流系统发生单相接地故障时,直流系统不同的运行方式下阀差保护均有误动的风险,而桥差保护不会误动。因此提出了采用交流故障特征量来闭锁阀差保护以及采用延时来保证保护的选择性的改进策略,其有效性得到了仿真实验验证。 展开更多
关键词 交流系统故障 换相失败 永富直流 阀差保护 桥差保护 风险分析
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柔性直流输电受端交流侧故障下的控制策略 被引量:21
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作者 黄伟煌 李明 +4 位作者 刘涛 寻斌斌 李婧靓 田凌 黎小林 《南方电网技术》 北大核心 2015年第5期27-31,共5页
为了柔性直流输电受端交流侧故障下的电网电压尽快恢复,在详细分析了传统电压裕度控制的切换过程后提出了一种改进的电压裕度控制策略,通过在跌落瞬间的积分清零及给定值调整,缩短了切换的动态过程,减小了直流电压的冲击。同时设计了故... 为了柔性直流输电受端交流侧故障下的电网电压尽快恢复,在详细分析了传统电压裕度控制的切换过程后提出了一种改进的电压裕度控制策略,通过在跌落瞬间的积分清零及给定值调整,缩短了切换的动态过程,减小了直流电压的冲击。同时设计了故障期间的有功和无功协调控制,根据电网跌落深度发出相应的无功电流,剩余的电流容量用于维持故障前的有功水平。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了柔性直流输电系统的仿真模型,验证了本文所设计控制策略的有效性。 展开更多
关键词 柔性直流输电 受端交流系统故障 故障穿越 电压裕度控制 无功功率支撑
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基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究 被引量:26
12
作者 陈磊 张侃君 +1 位作者 夏勇军 胡刚 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期136-142,共7页
为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城(湖北江陵-广东鹅城)高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置(ADPSS)的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计... 为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城(湖北江陵-广东鹅城)高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置(ADPSS)的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。 展开更多
关键词 全数字实时仿真装置(ADPSS) 高压直流输电系统 混合仿真计算 交流系统故障 动态特性
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MMC-HVDC系统的低压限流单元 被引量:3
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作者 屠卿瑞 曹建东 +2 位作者 张弛 侯天怡 张哲任 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1574-1581,共8页
为解决MMC-HVDC直流电压控制站侧交流系统故障时直流电压失控的问题,通过加入低压限流单元对MMC的有功功率控制器进行了改进。改进后的控制器可根据直流电压的变化和预先设计的电流限幅曲线,自动调节有功功率控制站的内环有功电流指令值... 为解决MMC-HVDC直流电压控制站侧交流系统故障时直流电压失控的问题,通过加入低压限流单元对MMC的有功功率控制器进行了改进。改进后的控制器可根据直流电压的变化和预先设计的电流限幅曲线,自动调节有功功率控制站的内环有功电流指令值,以保证直流电压控制站侧交流系统故障时直流电压的稳定。仿真结果显示,在使用低压限流单元后,直流电压控制站侧交流系统故障时,直流电压上升或下降的幅度均在5%以内,直流系统可以保持连续运行,不会因直流电压异常而闭锁。证明所设计的低压限流单元可以在直流电压控制站交流侧故障情况下,保持MMC-HVDC系统直流电压的稳定,保证换流器不闭锁,并在故障清除后迅速恢复原有的有功功率,有效增强系统的故障穿越能力。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 交流系统故障 直流电压控制 低压限流单元 直流过电压 故障穿越
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LCC与VSC级联的特高压混合直流输电系统控制策略 被引量:28
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作者 彭忠 孙攀磊 +2 位作者 韩伟 李泰 赵静 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第19期162-172,共11页
受端为电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC)与电压源换流器(Voltage Source Converters,VSC)级联的特高压混合直流输电系统能够抑制受端LCC换相失败导致的功率传输中断,系统接线方式和控制方式变得灵活和多样化。针对受端交... 受端为电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC)与电压源换流器(Voltage Source Converters,VSC)级联的特高压混合直流输电系统能够抑制受端LCC换相失败导致的功率传输中断,系统接线方式和控制方式变得灵活和多样化。针对受端交流系统故障穿越,提出了基于直流电压与受端交流电压的低压限流控制策略和LCC限压恢复策略。针对多换流器的稳定运行,提出了多换流器功率协调控制策略和VSC在线投退策略。针对直流线路故障穿越,提出了基于直流电压偏差控制的穿越策略。基于电磁暂态程序(PSCAD/EMTDC)搭建了LCC与VSC级联的特高压混合直流输电系统仿真模型。仿真结果验证了所述控制策略的有效性。 展开更多
关键词 特高压混合直流输电 交流系统故障穿越 功率协调控制 换流器投退 直流线路故障穿越
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高压直流输电控制系统不同锁相环特性对比 被引量:6
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作者 刘静佳 李欢 +6 位作者 于华龙 魏伟 张海棠 黄松强 龚英明 王子民 傅闯 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期12-21,共10页
作为高压直流输电控制系统的基础,锁相环(phase-locked loop,PLL)对换相电压的相位跟踪能力将直接影响高压直流输电控制系统的调节效果。针对新型锁相环频出而无横向对比的现状分析了传统αβ锁相环、基于二阶广义积分器(second-order g... 作为高压直流输电控制系统的基础,锁相环(phase-locked loop,PLL)对换相电压的相位跟踪能力将直接影响高压直流输电控制系统的调节效果。针对新型锁相环频出而无横向对比的现状分析了传统αβ锁相环、基于二阶广义积分器(second-order generalized integrator-quadrature signal generator,SOGI-QSG)的单相锁相环、采用并联延迟信号消去法(multiple delayed signal cancellation,MDSC)滤波的新型三相锁相环的工作原理及优缺点,并将其应用于高压直流输电控制系统中。针对实际电网中的常见故障,在传统高压直流输电系统的RTDS硬件闭环测试平台上进行了模拟测试,横向对比了3种锁相环在各种故障工况下的响应特性,分析了各个锁相环的优缺点,为后续高压直流输电工程选择适宜的锁相环提供了理论及试验依据。 展开更多
关键词 高压直流输电系统 锁相环 交流系统故障
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HVDC换相失败典型暂态响应特性及其抑制措施 被引量:22
16
作者 罗隆福 周金萍 +2 位作者 李勇 许加柱 刘福生 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期5-9,36,共6页
以CIGRE第一标准模型为研究对象,分析了交流系统发生各种故障时可能引发的换相失败,即不对称故障相相连的逆变器的上下2个换流阀最易发生换相失败,对称故障则依情况而定。基于电力系统电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC对其发生常见故障时典... 以CIGRE第一标准模型为研究对象,分析了交流系统发生各种故障时可能引发的换相失败,即不对称故障相相连的逆变器的上下2个换流阀最易发生换相失败,对称故障则依情况而定。基于电力系统电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC对其发生常见故障时典型暂态响应过程进行详细的仿真分析与计算,据此提出了一些发生换相失败故障时通过控制模式的转换抑制其危害及恢复系统运行的举措,如逆变器一次换相失败故障可以通过改变换流器触发脉冲的次序以控制换相失败发展过程,避免发生更为严重的换相失败;对于2次换相失败,应投入包括最后一个开通阀在内的旁通对,以减少因故障而使换流变压器造成直流偏磁。 展开更多
关键词 高压直流输电 换相失败 交流系统故障 PSCAD/ETMDC
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华东电网多直流同时换相失败仿真分析 被引量:28
17
作者 王少辉 唐飞 向农 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期16-21,共6页
随着馈入华东电网直流条数及输送容量的不断增加,交流系统故障引起的多直流同时换相失败稳定性问题日益突出。采用PSD-BPA暂态稳定仿真程序,对2016年华东电网丰大运行方式下的多直流同时换相失败问题进行了仿真分析。结果表明:上海地区... 随着馈入华东电网直流条数及输送容量的不断增加,交流系统故障引起的多直流同时换相失败稳定性问题日益突出。采用PSD-BPA暂态稳定仿真程序,对2016年华东电网丰大运行方式下的多直流同时换相失败问题进行了仿真分析。结果表明:上海地区及上海—江苏、上海—浙江联络线附近多数500 k V线路发生三相短路故障均会引起八回直流全部发生换相失败。多直流同时换相失败会影响受端系统稳定运行,但一般不会造成系统失稳,影响程度与等效换相失败时间有关。等效换相失败时间和负荷模型会对换相失败恢复过程中的换流母线电压造成影响。 展开更多
关键词 多直流换相失败 等效换相失败时间 交流系统故障 稳定性 换流母线电压
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换相失败对晶闸管结温影响及保护定值整定研究 被引量:2
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作者 王永平 杨建明 +1 位作者 赵文强 李海英 《电力工程技术》 2017年第4期59-64,69,共7页
文中归纳了换相失败产生的各种原因,并指出产生换相失败的2个主要原因就是交流系统故障和换流器丢脉冲。随后整理了晶闸管阀体结温的数学模型,仿真研究了交流系统单相接地故障,两相接地故障,三相接地故障以及换流器丢脉冲故障对阀体结... 文中归纳了换相失败产生的各种原因,并指出产生换相失败的2个主要原因就是交流系统故障和换流器丢脉冲。随后整理了晶闸管阀体结温的数学模型,仿真研究了交流系统单相接地故障,两相接地故障,三相接地故障以及换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响,指出换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响最大。在考虑换相失败对阀体结温影响的基础上,文章最后提出在整定换相失败保护定值时需要考虑换流阀的耐温性能。 展开更多
关键词 换相失败 交流系统故障 换流器丢脉冲 结温 换相失败保护
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