黃致遠+施海娃

【摘 要】在當前的電力企業(yè)建設和發(fā)展中，經(jīng)常將多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)作為電力輸送轉換的關鍵執(zhí)行。但是在高壓直流輸電系統(tǒng)的應用中，異常換相是一項急需要解決的問題，只有處理好異常換相，才能夠開展相應的輸電工作。論文針對多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)的異常換相失敗進行了分析，并根據(jù)其換相中存在的問題提出了相應的解決對策。

【Abstract】In the current construction and development of power enterprises， multi-infeed HVDC systems are often as the key implementation for power transfer conversion. But in the application of HVDC transmission system， abnormal commutation is an urgent problem to be solved， only deal with abnormal commutation， it can carry out the corresponding transmission work. This paper analyzes the failure of abnormal commutation in multi-infeed HVDC transmission system， according to the problems existing in commutation， the corresponding solutions are proposed.

【關鍵詞】多饋入；高壓直流；輸電系統(tǒng)

【Keywords】multi-infeed；HVDC；power transmission system

【中圖分類號】TM723 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0177-02

1 引言

在我國當前的電力建設中，要想保障高壓直流輸電系統(tǒng)的電力輸送安全，就必須要加強對其系統(tǒng)應用中的換相影響因素的分析，保障在系統(tǒng)的應用中，能夠處理好相應的換相影響因素，這樣才能全面實現(xiàn)輸電系統(tǒng)的供應安全。

2 異常換相失敗原理分析

2.1 電壓過零點位移

在高壓直流輸電系統(tǒng)的應用中，由于換流導致母線的應用出現(xiàn)電壓波動，這種情況下，就會出現(xiàn)系統(tǒng)應用的電壓波動現(xiàn)象，當電壓波動的位置不對稱時，就會導致電壓值下降，同時電壓的過零點也會提前。假設電壓換相中的相齒面積S是保持恒定的，換流弧角Y隨之減小，出現(xiàn)換相失敗現(xiàn)象。通過對臨界壓換相公式對比，發(fā)現(xiàn)在換相過程中，位移角φ出現(xiàn)了明顯的位移現(xiàn)象，而此時的電壓變換現(xiàn)象卻并不明顯，下圖1是電壓過零點位移變化換相失敗的曲線圖[1]。

通過對上圖中的位移變換關系研究，能夠得出以下表述式：

2.2 電壓幅值降低

在高壓直流輸電系統(tǒng)的應用中，電壓和固定時間內換相齒面積經(jīng)過的區(qū)域，是影響電壓幅值波動的最直接原因。下圖2是高壓輸電系統(tǒng)電壓幅值降低時的換相失敗圖示，從該圖中可以看出，當電壓正常輸入時，逆變角α的變換角為μ，熄弧角為y。其電壓轉換之間的角變換關系為：π=α+μ+y。換相面積S1發(fā)生故障時，其電流的應用就會直接導致?lián)Q流母線出現(xiàn)電壓幅值降低現(xiàn)象，但是在這個換相過程中，其相齒面積S1=S2，也就是說在換相過程中，其換相時間的長短將直接影響換相電壓的幅值變化[2]。按照圖2中的電壓幅值關系表述經(jīng)過轉換之后，得到以下公式：

式中Id代表故障前直流電流，而I'd代表故障后的直流電流，IDFL代表額定直流電流，XCPU代表換流變阻器的阻值，Y代表最小弧度角值，Y0為換相失敗之后的臨界弧角。

3多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)異常換相失敗原因分析

3.1 母線近端接地故障

當多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)應用中的換相異常出現(xiàn)后，需要對其換相異常的原因進行分析，以便于能夠更好地處理相應的換相管理需求，對于換相影響最深的原因之一，就是在高壓電流的輸電系統(tǒng)應用中，其母線近端接地出現(xiàn)故障。下圖3是母線近端出現(xiàn)故障之后的電路運行圖，從該圖中可以看出，當換相母線1端出現(xiàn)故障時，其對應的三相接地線也會出現(xiàn)故障。也就是說在保持SCR1為常數(shù)情況下，改變SCR2中的數(shù)值，其仿真結果表示也會隨著SCR2的增大而出現(xiàn)強度提高現(xiàn)象，由于這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在一定程度程度上降低了換相臨界點的耦合數(shù)值，縮小了電氣之間的距離。

3.2 母線遠端接地故障

按照圖3中的電路運行圖分析，將多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)應用中的母線遠端接地故障進行了專門分析，經(jīng)過分析之后發(fā)現(xiàn)，當保持SCR1為常數(shù)時，SCR2對應的仿真結果也會出現(xiàn)和之前類似的結果，但是相應的故障強度卻較之前有所下降，并且在遠端母線接地故障的處理中，SCR1和SCR2之間一直呈現(xiàn)一種抑制關系，也就是說，SCR1一直在抑制著SCR2換相進行。但是相反，SCR2反作用于SCR1時，其對應的作用效果又會相對減弱。這個過程中，需要借助專門的換相接地分析，將影響換相的因素排除，并且改變SCR1中的常數(shù)，提升系統(tǒng)1中的換相抑制作用，最終制約換相失敗。

4 預防異常換相失敗措施實施

4.1 穩(wěn)定電壓

在處理高壓直流電的換相失敗上，要想保障其整體的換相效果能夠發(fā)揮出來，必須要進行換相工作處理的電壓穩(wěn)定處理，通過電壓穩(wěn)定處理實現(xiàn)換相過程中的電壓抗流電壓穩(wěn)定。穩(wěn)定電壓措施的實施上，主要從以下幾點進行：首先，要增設無功補償設備，通過設備的調節(jié)實現(xiàn)換相系統(tǒng)應用功率補償能夠得到滿足，降低換相過程中的動態(tài)干擾程度，減少由于故障出現(xiàn)而造成換相失敗現(xiàn)象出現(xiàn)。其次，改善交流系統(tǒng)應用的頻譜特性，也就是說，在保障交流頻譜特性處理中，應該注重對其應用中的頻譜轉換關系分析，這樣才能通過措施的實施，保障電壓的穩(wěn)定能夠處理好。

4.2 增大關斷越前角

在預防異常換相失敗現(xiàn)象處理中，為了將整體的換相處理工作實施好，因此，特別進行了換相處理的關斷越前角變換分析，通過關斷越前角的變換，來確定整個換相處理工作表的預防效果。按照上文的分析，發(fā)現(xiàn)當關斷越前角的變換越大時，其對應的換相失敗現(xiàn)象就會相對減少，但是如果不能處理好換流閥內的電流阻斷關系，就會導致整體的換相失敗，這對于高壓直流輸電器的換相工作實施是非常不利的，只有保障關斷越前角的變化趨于增大趨勢，才能保障電路的故障減小，同時也能降低換相處理中的故障出現(xiàn)。

5 結語

綜上所述，在多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)的異常換相中，由于母線的近端或遠端出現(xiàn)了接地故障，會致使整個輸電系統(tǒng)的運行受到影響。在這種情況下，就需要按照輸電系統(tǒng)電力輸送的應用需求，及時處理好母線的接地故障，保障輸電系統(tǒng)的正常運行。通過本文的總結，將預防多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)的異常換相失敗的措施總結如下：首先，在電壓控制上，應該穩(wěn)定電壓，保障電壓的穩(wěn)定供應；其次，在關斷越前角的處理上，應該采取增大處理形式，保障關斷越前角的處理，能夠為輸電系統(tǒng)的電力輸送提供穩(wěn)定的電流控制。只有保障以上兩點措施的實施，才能夠全面保障高壓輸電系統(tǒng)的換相不會失敗。

【參考文獻】

【1】任景，李興源，金小明，等.多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)中逆變站濾波器投切引起的換相失敗仿真研究[J].電網(wǎng)技術，2016，32（12）：17-22.

【2】靳希，郎鵬越，楊秀.多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)中的換相失敗淺析[J].上海電力學院學報，2016，22（1）：39-42.endprint