張艷霞, 杜珊珊, 馬錦婷, 董廣浩

(天津大學(xué) 智能電網(wǎng)教育部重點實驗室,天津 300072)

0 引 言

基于電壓源換流器的高壓直流輸電(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)也被稱為柔性直流輸電,具有無換相失敗、可向無源電網(wǎng)供電、能獨(dú)立控制有功功率和無功功率、事故后能快速恢復(fù)供電等優(yōu)點,越來越多地應(yīng)用在電網(wǎng)互聯(lián)、風(fēng)電場并網(wǎng)和孤島供電中。電壓源換流器是柔性直流輸電系統(tǒng)的核心設(shè)備,它使用全控型電力電子器件絕緣柵雙極晶體管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)實現(xiàn)電能的交直流變換。IGBT閥長期工作在高電壓大電流的環(huán)境下容易發(fā)生故障,其故障主要包括閥短路和閥開路。閥短路產(chǎn)生的過電流將導(dǎo)致?lián)Q流器閉鎖,從而引起柔性直流輸電系統(tǒng)停運(yùn);閥開路則可能引起系統(tǒng)電壓和電流發(fā)生畸變,影響電能質(zhì)量。因此,研究VSC-HVDC系統(tǒng)中IGBT閥的故障特征和保護(hù)原理對于保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要的理論意義和實用價值。

目前,針對VSC-HVDC系統(tǒng)中IGBT閥的故障分析主要集中在閥的交流出口故障和直流出口故障,對IGBT閥本身的故障分析較少。文獻(xiàn)[1-2]對兩電平電壓源換流器直流出口發(fā)生的雙極短路和單極接地故障進(jìn)行分析,將整個故障過程分為電容放電、二極管續(xù)流和交流側(cè)電源饋流3個階段,分析了各階段直流線路電流的暫態(tài)特征,為研究直流線路保護(hù)提供了理論基礎(chǔ)。文獻(xiàn)[3]基于對換流器交流出口短路、IGBT閥短路和換流器直流出口短路的仿真結(jié)果,總結(jié)了故障后電壓和電流的變化規(guī)律,但仿真結(jié)果與實際有一定差距。文獻(xiàn)[4-5]針對換流器區(qū)內(nèi)的不同短路分析了IGBT閉鎖后的電氣量特征,據(jù)此提出一種換流器區(qū)內(nèi)短路的識別方法,不足之處是缺少對IGBT閉鎖前電氣量特征的分析。文獻(xiàn)[6]對IGBT閥本身短路進(jìn)行分析,得到交流側(cè)電流增大且直流線路電流反向的故障特征,但缺少短路后閥換相過程對故障特征影響的分析。文獻(xiàn)[7]分析了IGBT閥開路后的交流側(cè)電流畸變和直流側(cè)電壓電流的波動,給出了直流側(cè)電壓和電流的表達(dá)式,并指出電流的畸變和波動特點在設(shè)計IGBT閥開路保護(hù)時值得關(guān)注。

VSC-HVDC系統(tǒng)中IGBT閥短路的保護(hù)主要采用過流保護(hù),不僅能反應(yīng)IGBT閥本身短路,也反應(yīng)換流器交流出口短路和直流出口短路。針對保護(hù)原理單一的現(xiàn)狀,文獻(xiàn)[8]分析了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)換流器區(qū)內(nèi)IGBT閥短路、閥開路和交流出口不對稱短路時的直流側(cè)電流特征,在此基礎(chǔ)上提出一種基于基波和二次諧波的過電流保護(hù)方案,完善了換流器的保護(hù)配置,為進(jìn)一步研究VSC-HVDC系統(tǒng)IGBT閥保護(hù)原理提供了借鑒。對于IGBT閥開路,目前研究主要集中在閥開路的診斷方法上。文獻(xiàn)[9]針對換流器的非破壞性故障如IGBT閥開路、交流側(cè)單相斷線等進(jìn)行故障特征分析,提出一種基于交流側(cè)電流直流分量和直流側(cè)電流諧波分量的換流器故障診斷方法。文獻(xiàn)[10]研究了雙端VSC-HVDC系統(tǒng)中兩側(cè)換流器之間的傳遞特性,提出一種零標(biāo)記法和相位法的IGBT閥開路故障診斷方案,能同時檢測本端和對端的IGBT閥開路,減少檢測裝置的數(shù)量。

本文以VSC-HVDC系統(tǒng)的三相兩電平換流器為研究對象,將正常運(yùn)行時換流器的5種開關(guān)模式分為兩類工作狀態(tài)。以此為基礎(chǔ)分析不同工作狀態(tài)下IGBT閥短路和閥開路的電流流通路徑,研究故障后交流側(cè)電流和直流側(cè)電流的特征以及相互關(guān)系,提出將交流側(cè)三相電流采樣值分別與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后,與直流側(cè)電流構(gòu)成差動電流,利用該差動電流反應(yīng)IGBT閥短路和閥開路的保護(hù)方案。

1 VSC-HVDC系統(tǒng)中IGBT閥的故障分析

1.1 換流器正常運(yùn)行的兩類工作狀態(tài)

圖1為采用三相兩電平換流器的VSC-HVDC送端系統(tǒng)接線圖。每相由上、下兩橋臂構(gòu)成,每個橋臂由一組可關(guān)斷器件IGBT和續(xù)流二極管組成。圖中:ea、eb、ec為交流等值系統(tǒng)的三相電勢;L為換相電抗;CTa、CTb、CTc為換流器交流側(cè)的三相電流互感器,規(guī)定電流流入換流器為正;Udc為直流側(cè)電壓;O為直流側(cè)接地點;CTdP為直流線路高壓端電流互感器,規(guī)定電流流入直流線路為正;CTdN為直流線路低壓端電流互感器,規(guī)定電流流出直流線路為正;直流端口用直流電動勢Eeq和阻抗Zeq串聯(lián)等效。

圖1 采用三相兩電平換流器的VSC-HVDC送端系統(tǒng)接線Fig.1 Wiring diagram of VSC-HVDC rectifier side using three-phase two-level converter

圖2給出了換流器的正弦脈寬調(diào)制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)波形,調(diào)制波幅值Urm和載波幅值UΔm之比為調(diào)制比M,三相調(diào)制波相對于三相交流電勢的角度為調(diào)制角δ,正常運(yùn)行時滿足:0.5≤M≤1,-15°≤δ≤15°[11-13]。

圖2 換流器的SPWM波形及區(qū)間劃分情況Fig.2 SPWM waveform and interval division of the converter

根據(jù)ea、eb、ec的過零點,將一個工頻周期按照60°間隔劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ共6個區(qū)間。以區(qū)間Ⅰ(ea>0,eb<0,ec>0)為例,當(dāng)載波比N=12時,該區(qū)間依據(jù)調(diào)制信號的不同可劃分為13個時段。每個時段內(nèi),閥導(dǎo)通情況由其承受電壓的正負(fù)和調(diào)制信號共同決定,當(dāng)承受正向電壓且橋臂導(dǎo)通信號為1時導(dǎo)通。表1給出了區(qū)間Ⅰ內(nèi)不同時段下閥的導(dǎo)通情況。

表1 區(qū)間Ⅰ內(nèi)不同時段下閥的導(dǎo)通情況

由表1可知,任一時刻每相橋臂都有1個IGBT或1個二極管導(dǎo)通,但13個時段內(nèi)的開關(guān)模式只有[111]、[101]、[001]、[000]、[100]共5種類型,且當(dāng)載波比N增大時,雖然區(qū)間內(nèi)劃分時段個數(shù)會增加,但開關(guān)模式依然是這5種。而這5種開關(guān)模式對每相而言,只存在2種工作狀態(tài):1)上橋臂導(dǎo)通;2)下橋臂導(dǎo)通。將換流器的5種開關(guān)模式分為兩類工作狀態(tài)可以簡化故障后的復(fù)雜分析過程。

1.2 正常運(yùn)行時直流側(cè)電流與交流側(cè)三相電流采樣值的關(guān)系

對于SPWM,其開關(guān)函數(shù)Sk(k=a、b、c)描述為

(1)

式中:Sk=1表示上橋臂IGBT或二極管導(dǎo)通;Sk=0表示下橋臂IGBT或二極管導(dǎo)通。Sk的波形如圖3所示。

圖3 SPWM調(diào)制下的換流器開關(guān)函數(shù)SkFig.3 Switching functions of the converter Sk under SPWM modulation

在分析過程中忽略開關(guān)函數(shù)高頻分量,主要考慮其低頻分量的作用。通過傅里葉分解,SPWM調(diào)制下開關(guān)函數(shù)的直流分量及基波分量為:

(2)

式中Sa、Sb、Sc分別稱為a、b、c相的導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)。

將交流側(cè)三相電流分別與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后得

(3)

式中Im、φ為a相電流的幅值和初相角。

在換流閥導(dǎo)通換相的過程中,未經(jīng)電容濾波的直流側(cè)電流idP依據(jù)不同導(dǎo)通模式被調(diào)制為不同相電流的瞬時值、瞬時值的相反值或者0。以區(qū)間I為例:當(dāng)換流器工作于模式1 [111]時,idP=ia+ib+ic=0;當(dāng)換流器工作于模式2 [101]時,idP=ia+ic=-ib;當(dāng)換流器工作于模式3[001]時,idP=ic;當(dāng)換流器工作于模式4[000]時,idP=0;當(dāng)換流器工作于模式5[100]時,idP=ia。因此,未經(jīng)電容濾波的直流側(cè)電流idP在一個工頻周期內(nèi)的波形如圖4所示。

圖4 一個工頻周期內(nèi)未經(jīng)電容濾波的直流側(cè)電流idPFig.4 DC side current without capacitor filtering within a power frequency cycle

經(jīng)電容濾波后的直流側(cè)電流IdP可看作是一個工頻周期內(nèi)idP求平均值得到的。因此可得:系統(tǒng)正常運(yùn)行時,交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流在數(shù)值上相等,即直流側(cè)電流IdP和交流側(cè)三相電流之間滿足以下平衡關(guān)系[14-16]:

IdP=Saia+Sbib+Scic。

(4)

由式(3)和式(4)可知:1)正常運(yùn)行時交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與調(diào)制比M、調(diào)制角δ和Im、φ相關(guān),而直流側(cè)電流IdP在數(shù)值上與其相等;2)該求和后的數(shù)值與時刻t無關(guān)。這意味著正常運(yùn)行時,任意時刻的交流側(cè)三相電流采樣值與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值均與直流側(cè)電流相等。

1.3 IGBT閥短路分析

IGBT閥短路主要由誤驅(qū)動、絕緣損壞、閥臂閃絡(luò)等原因引起。不同時刻發(fā)生故障對應(yīng)換流器的工作狀態(tài)不同,則故障后的電氣量特征也不同。因此,下文以a相下橋臂閥VT4短路為例,在兩類工作狀態(tài)下進(jìn)行分析。

1)a相上橋臂導(dǎo)通。

在區(qū)間Ⅰ內(nèi),調(diào)制信號[101]、[111]和[100]都屬于這類工作狀態(tài)。以[101]為例,正常運(yùn)行時閥VD1、VD5、VD6導(dǎo)通。此狀態(tài)下若VT4短路,則負(fù)極電容電壓udcN與a相電壓ua相等,VD1因承受反壓截止,由于調(diào)制信號未變閥VT1導(dǎo)通,導(dǎo)致a相上下橋臂同時導(dǎo)通。短路電流流通路徑如圖5所示,故障電流有2條流通路徑:回路①是交流等值系統(tǒng)向短路點提供的電流;回路②是直流電容的放電電流,一部分經(jīng)閥VT1和VT4形成回路,另一部分經(jīng)直流側(cè)形成回路。

圖5 區(qū)間Ⅰ內(nèi)調(diào)制信號為[101]時,VT4短路的電流流通路徑Fig.5 Current paths of VT4 short circuit when the modulation signal is [101] in interval Ⅰ

回路①相當(dāng)于交流等值系統(tǒng)出口三相短路,其短路電流為:

(5)

式中ωL為換相電抗的等值阻抗。

將交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后得

(6)

回路②電容放電電流經(jīng)閥VT1和VT4形成回路的這部分?jǐn)?shù)值大,經(jīng)直流側(cè)形成回路的那部分?jǐn)?shù)值較小。顯然,直流側(cè)電流IdP和交流側(cè)三相電流之間不再滿足式(4)的平衡關(guān)系。

2)a相下橋臂導(dǎo)通。

在區(qū)間Ⅰ內(nèi),調(diào)制信號[001]和[000]屬于這類工作狀態(tài)。以[001]為例,正常運(yùn)行時閥VT4、VD5、VD6導(dǎo)通。此狀態(tài)下若VT4短路,電流流通路徑和正常運(yùn)行時相同,如圖6所示,直流側(cè)電流IdP和交流側(cè)三相電流之間依然滿足式(4)的平衡關(guān)系。

圖6 區(qū)間Ⅰ內(nèi)調(diào)制信號為[001]時,VT4短路的電流流通路徑Fig.6 Current paths of VT4 short circuit when the modulation signal is [001] in interval Ⅰ

綜上分析得出以下結(jié)論:1)IGBT閥短路后,交、直流電流之間的關(guān)系與故障相橋臂導(dǎo)通狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)IGBT閥短路發(fā)生在對側(cè)橋臂導(dǎo)通時,交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流不相等。當(dāng)IGBT閥短路發(fā)生在本橋臂導(dǎo)通時,交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流仍相等。2)隨著調(diào)制信號變化,交、直流電流之間的關(guān)系在上面兩種狀態(tài)之間切換。

1.4 IGBT閥開路分析

換流器中IGBT閥開路通常由于機(jī)械失效或控制系統(tǒng)丟失脈沖所導(dǎo)致。由于每個橋臂由IGBT和二極管反并聯(lián)組成,因此,分析下文IGBT閥開路按照橋臂上導(dǎo)通器件是IGBT還是二極管進(jìn)行。

1)a相上橋臂導(dǎo)通。

圖7 區(qū)間Ⅰ內(nèi)調(diào)制信號為[101]時,VT4開路的電流流通路徑Fig.7 Current paths of VT4 open circuit when the modulation signal is [101] in interval Ⅰ

圖8 區(qū)間Ⅳ內(nèi)調(diào)制信號[110]時,VT4開路的電流流通路徑Fig.8 Current paths of VT4 open circuit when the modulation signal is [110] in interval Ⅳ

2)a相下橋臂導(dǎo)通。

圖9 區(qū)間Ⅳ內(nèi)調(diào)制信號[011]時,VT4開路的電流流通路徑Fig.9 Current path of VT4 open circuit when the modulation signal is [011] in interval Ⅳ

VT4導(dǎo)通:區(qū)間Ⅰ內(nèi)時段③、④、⑤、⑨、⑩,區(qū)間Ⅱ內(nèi)時段④、⑩,區(qū)間Ⅲ內(nèi)時段④、⑩、都屬于這類情況。圖10給出了區(qū)間Ⅰ內(nèi)[001]的電流流通路徑,VT4開路后a相電流變?yōu)?,但b、c兩相電流和直流側(cè)電流IdP保持不變。顯然,直流側(cè)電流IdP和交流側(cè)三相電流不再滿足式(4)的平衡關(guān)系。

圖10 區(qū)間Ⅰ內(nèi)調(diào)制信號[001]時,VT4開路的電流流通路徑Fig.10 Current paths of VT4 open circuit when the modulation signal is [001] in interval Ⅰ

綜上分析可得出以下結(jié)論:1)IGBT閥開路后,交、直流電流之間的關(guān)系不僅與開路前橋臂導(dǎo)通狀態(tài)有關(guān),還與橋臂上導(dǎo)通器件有關(guān)。如果IGBT閥開路前橋臂上是二極管導(dǎo)通,則交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流仍相等。如果IGBT閥開路前橋臂上是IGBT導(dǎo)通,則交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流不相等。2)隨著調(diào)制信號變化,交、直流電流之間的關(guān)系在上面兩種狀態(tài)之間切換。

2 IGBT閥保護(hù)的新方案

根據(jù)上述分析可知:換流器IGBT閥發(fā)生短路或開路故障后,交流側(cè)三相電流與直流側(cè)電流之間不總是滿足平衡關(guān)系,而是在平衡和不平衡兩種狀態(tài)之間切換。表2和表3分別列出了閥VT4短路和開路后一個工頻周期內(nèi)兩者之間的關(guān)系。由表可知,一個工頻周期內(nèi),隨著閥的狀態(tài)切換可分為78個時段,IGBT閥短路后有42個時段不滿足式(4)的平衡關(guān)系,共計10.77 ms;而IGBT閥開路時有10個時段不滿足式(4)的平衡關(guān)系,共計2.56 ms。

表2 VT4短路后一個周期內(nèi)不同時段下的兩側(cè)電流關(guān)系

表3 VT4開路后一個周期內(nèi)不同時段下的兩側(cè)電流關(guān)系

因此,本文基于VSC-HVDC系統(tǒng)中IGBT閥兩側(cè)電流定義差動電流為

Idiff=||IdP|-|Saia+Sbib+Scic||。

(7)

式中:Sa、Sb、Sc分別為式(2)給出的a、b、c相的導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù);ia、ib、ic分別為交流側(cè)三相電流的采樣值;IdP為直流側(cè)電流的采樣值。

反應(yīng)IGBT閥故障的保護(hù)判據(jù)為

Idiff≥Iset,持續(xù)2.5 ms。

(8)

式中保護(hù)整定值按照躲開外部故障最大不平衡電流整定Iset=KrelIunb.max,可靠系數(shù)Krel取1.1～1.3。而最大不平衡電流按躲開直流線路短路電流IdP.max的5%整定即Iunb.max=0.05IdP.max?？紤]到閥開路時只有2.56 ms滿足判據(jù),因此為保證閥開路時保護(hù)可靠動作,要求采樣頻率在2 kHz以上。

目前的IGBT閥保護(hù)采用過流保護(hù),存在以下缺點:1)只反應(yīng)閥短路不反應(yīng)閥開路[9,11];2)換流器交流出口和直流出口短路時,只要電流超過整定值都會誤動作,不具有選擇性[12]。而本文提出的保護(hù)方案不僅能反應(yīng)閥短路,而且能反應(yīng)閥開路。在換流器交流出口、直流出口故障時,保護(hù)不誤動作。本文保護(hù)的動作流程如圖11所示。

圖11 保護(hù)動作流程圖Fig.11 Action flowchart of protection

3 仿真驗證

為了驗證本文所提保護(hù)方案的有效性,基于PSCAD/EMTDC仿真平臺搭建柔性直流輸電系統(tǒng)仿真模型如圖12所示,仿真參數(shù)列于表4。故障發(fā)生時刻設(shè)置為0.8 s,仿真過程未設(shè)置閥閉鎖,采樣頻率為4 kHz。

表4 VSC-HVDC系統(tǒng)參數(shù)Table 4 VSC-HVDC system parameters

圖12 基于兩電平VSC的雙端柔性直流輸電系統(tǒng)仿真模型Fig.12 Simulation model of double-terminal flexible DC transmission system based on two-level VSC

當(dāng)直流線路出口雙極短路時,交流側(cè)電流和直流側(cè)電流如圖13所示。交流側(cè)的穩(wěn)態(tài)短路電流為正常運(yùn)行時的5倍,直流側(cè)的穩(wěn)態(tài)短路電流IdP為正常運(yùn)行時的3.6倍。按照本文的整定原則,反應(yīng)IGBT閥故障保護(hù)的整定值Iset=0.05KrelIdP.max=0.05×1.15×3.6=0.20 pu。

圖13 直流線路出口雙極短路后的交直流兩側(cè)電流Fig.13 Current on both sides of AC and DC after a bipolar short circuit at DC line outlet

a相上橋臂VT1短路后的交流側(cè)電流、直流側(cè)電流及差動電流如圖14所示。VT1短路后a相的上、下橋臂同時導(dǎo)通,這使得直流正負(fù)極連通,相當(dāng)于換流器交流出口發(fā)生了三相短路,因此三相電流明顯增大,經(jīng)過渡過程后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。故障后直流電容放電使得直流側(cè)電流IdP反向急劇增大,經(jīng)過渡過程后也進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。在故障后的一個工頻周期內(nèi),差動電流IdP≥Iset超過2.5 ms,保護(hù)可靠動作。

圖14 VT1短路后的交直流兩側(cè)電流和差動電流Fig.14 Current on both sides of AC and DC and differential current after VT1 short circuit

a相下橋臂閥VT4短路后的交流側(cè)電流、直流側(cè)電流及差動電流如圖15所示。VT4短路也相當(dāng)于換流器交流出口發(fā)生三相短路,交流側(cè)三相電流均有增大;故障初始時刻直流電容放電使得直流側(cè)電流IdP反向急劇增大,穩(wěn)態(tài)后IdP約為正常運(yùn)行時的2.5倍且極性一直為負(fù)。在故障后一個工頻周期內(nèi),差動電流IdP≥Iset超過2.5 ms,保護(hù)可靠動作。

圖15 VT4短路后的交直流兩側(cè)電流和差動電流Fig.15 Current on both sides of AC and DC and differential current after VT4 short circuit

a相上橋臂VT1開路后的交流側(cè)電流、直流側(cè)電流及差動電流如圖16所示。交流側(cè)三相電流中都包含直流分量,原因是:VT1開路時,VT1和VD4的開關(guān)特性均失效,故障相電流只能通過VT4和VD1流通,因此故障相電流ia≥0,其包含的直流分量也為正,而b、c兩相電流包含的直流分量為a相的1/2。在故障后的一個工頻周期內(nèi),差動電流IdP≥Iset超過2.5 ms,保護(hù)可靠動作。但由于故障發(fā)生時刻正好處在VT1不導(dǎo)通的半個周期內(nèi),因此保護(hù)動作比下橋臂VT4開路時稍慢。

圖16 VT1開路后的交直流兩側(cè)電流和差動電流Fig.16 Current on both sides of AC and DC and differential current after VT1 open circuit

圖17給出了a相下橋臂閥VT4開路后的交流側(cè)電流、直流側(cè)電流及差動電流。交流側(cè)三相電流均有增大,但沒有閥短路增大得多,且三相電流均產(chǎn)生了直流偏置,其中故障相的直流分量最明顯。此情況下,VT4和VD1開關(guān)特性失效,故障相電流只流過VT1和VD4,故ia≤0,其包含的直流分量也為負(fù),b、c兩相電流包含的直流分量為a相的1/2。直流側(cè)電流IdP除了恒定的直流分量還增加了基波分量。在故障后的一個工頻周期內(nèi),差動電流IdP≥Iset超過2.5 ms,保護(hù)可靠動作。

圖17 VT4開路后的交直流兩側(cè)電流和差動電流Fig.17 Current on both sides of AC and DC and differential current after VT4 open circuit

4 結(jié) 論

1)IGBT閥短路后,交、直流電流之間的關(guān)系只與故障相橋臂的導(dǎo)通狀態(tài)有關(guān)。若對側(cè)橋臂導(dǎo)通時閥短路,則交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流不相等。若本橋臂導(dǎo)通時閥短路,則兩者仍相等。

2)IGBT閥開路后,交、直流電流之間的關(guān)系不僅與開路前橋臂導(dǎo)通狀態(tài)有關(guān),還與橋臂上導(dǎo)通器件有關(guān)。如果閥開路前橋臂上是二極管導(dǎo)通,則交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后的數(shù)值與直流側(cè)電流仍相等。若閥開路前橋臂上是IGBT導(dǎo)通,則兩者不相等。

3)本文將交流側(cè)三相電流與各自導(dǎo)通狀態(tài)函數(shù)相乘并求和后,再與直流側(cè)電流構(gòu)成差動電流,提出一種IGBT閥保護(hù)方案,既能反應(yīng)閥短路又能反應(yīng)閥開路,彌補(bǔ)了現(xiàn)有的IGBT過電流保護(hù)及其他研究方案不能反應(yīng)閥開路的不足。