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高压直流输电系统的仿真与交流侧故障时的换相失败特性研究

李越  
【摘要】:随着直流输电技术的发展,直流系统的输送功率进一步提升。直流输电线路的增加也带来了更多换相失败的问题。因此能否正确的认识换相失败的问题,并能对其加以预测和判断成为一个亟待解决的问题。目前已经有很多专家学者对该问题展开了研究,现阶段研究发现,当交流系统发生非对称故障时,换流器的换相失败发生情况具有很强的随机性,不但取决于故障的类型,更与故障发生的时刻有关。此外通过对直流输电系统的仿真分析还发现,由于逆变侧相串联的换流器接入连接组别不同的换流变压器,导致换流器发生的换相失败的情况也有所不同。为了全面的分析直流的换相失败问题,对于本文的研究主要考虑了如下三个方面。首先,换相失败的问题受交流系统发生非对称的故障时刻影响,不同的故障时刻对发生换相失败的临界阻抗影响很大。本文利用换相面积的概念对此问题进行了详细的分析,并且在进行仿真分析时着重注意了故障发生时刻对换相失败造成的影响。其次,本文对换相失败的产生机理进行了详细的分析,并重点分析了换流器连接组别不同对换相失败问题的影响,并通过仿真与分析结合的方法对故障发生时刻影响同一故障点换相失败发生概率的问题进行了解释。此外结合换流阀在交流系统发生故障的实际触发过程对换相失败的判据进行了修改,基于该方法为分析解释造成换相失败的原因提供参考。最后,分析直流输电的控制系统,目前主流的直流输电控制系统可分为定熄弧角控制、定直流电压控制技术路线两种。两种控制系统均在我国直流输电工程中大量使用,工程实际经验表明两种控制系统均具有良好的控制响应特性,并能在换相失败后快速恢复。控制系统在交流系统发生故障时通常会采取提前触发的策略以避免换相失败的发生,本文将结合两种控制技术进行详细的介绍和分析。


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