王永平， 楊建明， 趙文強(qiáng)， 李海英

(南京南瑞繼保電氣有限公司, 江蘇 南京 211102)

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換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫影響及保護(hù)定值整定研究

王永平， 楊建明， 趙文強(qiáng)， 李海英

(南京南瑞繼保電氣有限公司, 江蘇 南京 211102)

文中歸納了換相失敗產(chǎn)生的各種原因，并指出產(chǎn)生換相失敗的2個(gè)主要原因就是交流系統(tǒng)故障和換流器丟脈沖。隨后整理了晶閘管閥體結(jié)溫的數(shù)學(xué)模型，仿真研究了交流系統(tǒng)單相接地故障，兩相接地故障，三相接地故障以及換流器丟脈沖故障對(duì)閥體結(jié)溫的影響，指出換流器丟脈沖故障對(duì)閥體結(jié)溫的影響最大。在考慮換相失敗對(duì)閥體結(jié)溫影響的基礎(chǔ)上，文章最后提出在整定換相失敗保護(hù)定值時(shí)需要考慮換流閥的耐溫性能。

換相失敗; 交流系統(tǒng)故障; 換流器丟脈沖; 結(jié)溫; 換相失敗保護(hù)

0 引言

高壓直流輸電由于其具有傳輸距離長，輸電能力強(qiáng)，不需要考慮線路的電感及電容效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，被廣泛地應(yīng)用于長距離，大容量的場(chǎng)合。但是，隨著高壓直流輸電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，其本身所具有的缺陷也逐漸地暴露出來。換相失敗是以晶閘管等半控型器件作為核心元件的換流器所固有的缺陷，不可能被消除。目前，針對(duì)換相失敗的研究只是圍繞著換相失敗引起的功率傳輸波動(dòng)對(duì)交流系統(tǒng)的影響以及一條直流工程的換相失敗對(duì)另外一條直流工程的影響而展開，卻很少研究換相失敗對(duì)閥體結(jié)溫的影響這一塊領(lǐng)域，而閥體結(jié)溫作為晶閘管的核心參數(shù)，對(duì)晶閘管的運(yùn)行性能以及晶閘管的使用壽命有著決定性的影響。溫度的急劇上升能造成晶閘管瞬間損壞從而引起直流系統(tǒng)的強(qiáng)迫停運(yùn)。因此研究換相失敗對(duì)閥體結(jié)溫的影響，并在整定換相失敗保護(hù)定值時(shí)考慮這一因素顯得非常必要。

1 換相失敗的定義及發(fā)生原因

1.1 換相失敗的定義

工程中換相失敗有2種情況。第一類情況是在換流器所有橋臂的觸發(fā)脈沖都正常的情況下，由交流系統(tǒng)電壓的變化或者直流側(cè)電壓的波動(dòng)造成。具體的發(fā)生過程是逆變側(cè)換流器的2個(gè)橋臂進(jìn)行換相時(shí)，因換相過程未能進(jìn)行完畢或者預(yù)計(jì)關(guān)斷的橋臂關(guān)斷后，在反向電壓期間未能恢復(fù)阻斷能力，當(dāng)加在該橋臂上的電壓為正時(shí)立即重新導(dǎo)通，使預(yù)計(jì)開通的橋臂重新關(guān)斷，圖1給出了這種情況下的換相失敗波形[1, 2]。第二類情況是由于換流器的某一個(gè)橋臂或者幾個(gè)橋臂的觸發(fā)脈沖丟失而引起的一個(gè)橋臂或幾個(gè)橋臂不能正常被觸發(fā)而引起。

圖1 第一類換相失敗波形Fig.1 Waves of the first kind commutation failure

1.2 換相失敗的原因

高壓直流輸電系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其包括了許多的一次設(shè)備和二次設(shè)備，其中主要的有交流濾波器、換流變壓器、交流斷路器、換流器、直流濾波器、直流控制系統(tǒng)、直流保護(hù)系統(tǒng)、交流保護(hù)系統(tǒng)、閥控制系統(tǒng)、晶閘管控制單元、二次傳輸?shù)墓饫w及電纜。

這些主要的設(shè)備任何一個(gè)出現(xiàn)故障都有可能導(dǎo)致?lián)Q流器出現(xiàn)換相失敗現(xiàn)象。其中典型的有交流濾波器投切造成交流電壓的波動(dòng)引起換相失敗，空充換流變?cè)斐善渌幱谶\(yùn)行狀態(tài)的換流器發(fā)生換相失敗，空充交流系統(tǒng)主變引起換相失敗，直流控制系統(tǒng)主機(jī)故障引發(fā)換相失敗，交流保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)引起交流系統(tǒng)電壓擾動(dòng)，閥控系統(tǒng)故障造成觸發(fā)脈沖錯(cuò)誤，晶閘管控制單元故障不能正常觸發(fā)或者誤觸發(fā)，傳輸脈沖信號(hào)的光纖故障以及采集交流系統(tǒng)電壓的電纜松動(dòng)等都能產(chǎn)生換相失敗[3-5]。綜合工程運(yùn)行實(shí)際情況，導(dǎo)致?lián)Q相失敗最常見的原因是交流系統(tǒng)故障，直流控制系統(tǒng)和閥控系統(tǒng)丟脈沖，空充變壓器。

2 晶閘管閥體結(jié)溫模型

晶閘管自身的功率損耗是通過熱量的形式向外界散發(fā)，功率損耗和熱量散發(fā)速度的快慢決定了閥體結(jié)溫的穩(wěn)態(tài)值，因此晶閘管自身的功率損耗決定了晶閘管閥體的穩(wěn)態(tài)結(jié)溫。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61803，晶閘管自身的功率損耗為：

(1)

式(1)中：A=UT0/3；B=rT/3；C=0.2πfQrr/Nthy；D為晶閘管的開通損耗；UT0為晶閘管的導(dǎo)通門檻電壓；rT為晶閘管的導(dǎo)通斜率電阻；Qrr為晶閘管的反向恢復(fù)電荷；Nthy為單閥所串聯(lián)的晶閘管級(jí)數(shù)。

根據(jù)直流工程運(yùn)行工況可以得到直流電流Id，疊弧角μ，直流空載電壓Udi0及關(guān)斷角γ。在得到上述參數(shù)和運(yùn)行工況后就可以計(jì)算出當(dāng)時(shí)的晶閘管功率損耗Pthy，而晶閘管穩(wěn)態(tài)結(jié)溫與功率損耗之間的關(guān)系式為：

Tj=Tc+Pthy×Rjc

(2)

式(2)中：Tj為晶閘管的穩(wěn)態(tài)溫度；Tc為冷卻水入口溫度和出口溫度的平均值；Rjc為晶閘管結(jié)與冷卻水之間的熱阻，其與晶閘管、硅片、鉬片、銅之間的接觸熱阻有關(guān)系，一般通過擬合的方法將其表現(xiàn)為多階的時(shí)間指數(shù)形式[6-8]。這樣就可以間接地計(jì)算出某一工況下晶閘管的穩(wěn)態(tài)結(jié)溫Tj。

本文以國內(nèi)某工程的晶閘管參數(shù)為例，仿真研究了換相失敗對(duì)閥體穩(wěn)態(tài)結(jié)溫的影響，其中:

Rjc=0.000 35+0.001 85(1-e-0.4t)+

0.008 3(1-e-10t)

(3)

冷卻水入口溫度和出口溫度的平均值且為Tc=38℃。

3 換相失敗對(duì)閥體結(jié)溫的影響

3.1 第一類換相失敗對(duì)結(jié)溫影響的仿真研究

根據(jù)第1.1節(jié)所述，從晶閘管的角度來講第一類換相失敗是因?yàn)榻涣飨到y(tǒng)電壓或者直流系統(tǒng)電壓的變化導(dǎo)致了換相時(shí)即將導(dǎo)通的晶閘管兩端不滿足正向電壓條件，或者即將關(guān)斷的晶閘管因?yàn)槌惺芊磯簳r(shí)間的不夠而重新導(dǎo)通。從整個(gè)直流輸電系統(tǒng)的角度來看，第一類換相失敗主要是來自交流系統(tǒng)的故障，空充主變等。但是空充主變等因?yàn)槌掷m(xù)的時(shí)間短且對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響不大，而交流系統(tǒng)故障持續(xù)的時(shí)間一般都比較長，因此本節(jié)以第2節(jié)的結(jié)溫模型作為依據(jù)，選取了國內(nèi)某工程的晶閘管參數(shù)作為試驗(yàn)參數(shù)，在假定冷卻水入口溫度和出口溫度的平均值是38 ℃的基礎(chǔ)上，搭建了高壓直流輸電RTDS模型，研究了交流系統(tǒng)故障對(duì)閥體結(jié)溫的影響。

圖2為交流系統(tǒng)單相金屬接地故障時(shí)換相失敗波形。可以看出在交流系統(tǒng)A相接地期間，直流電壓和直流電流的100 Hz分量較大，但是瞬時(shí)值都比故障前減少，關(guān)斷角在0°～75°波動(dòng)，晶閘管結(jié)溫(此溫度是換流器所有晶閘管溫度的最大值)從48 ℃下降到44 ℃。即單相金屬接地故障時(shí)，晶閘管結(jié)溫比正常運(yùn)行時(shí)低。

圖2 交流系統(tǒng)單相金屬接地故障引發(fā)換相失敗波形Fig.2 Commutation failure wave caused by the single phase metallic ground fault in the AC system

圖3給出交流系統(tǒng)單相高阻接地故障時(shí)的波形。故障開始瞬間換流器的Y橋和D橋非同時(shí)發(fā)生了換相失敗，因此直流電壓有下降但沒有下降至0。隨后由于控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，故障持續(xù)期間并沒有發(fā)生換相失敗而是穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)斷角在20°～50°變化，晶閘管結(jié)溫從48 ℃上升至52 ℃，即單相高阻接地故障時(shí)，晶閘管的結(jié)溫呈上升趨勢(shì)。

圖3 交流系統(tǒng)單相高阻接地故障引發(fā)換相失敗波形Fig.3 Commutation failure wave caused by the single phase high-impedance ground fault in the AC system

經(jīng)過分析，單相金屬接地故障和單相高阻接地故障之所以在對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響呈相反的走勢(shì)是因?yàn)樵谥绷骺刂葡到y(tǒng)中集成了低壓限流環(huán)節(jié)[9，10]。在單相金屬接地故障時(shí)，由于直流電壓下降幅度大從而使得低壓限流環(huán)節(jié)限制了電流調(diào)節(jié)器的電流指令，直流電流減小。而單相高阻接地故障時(shí)，只在故障瞬間發(fā)生了某一個(gè)橋(Y橋或D橋)的換相失敗而后續(xù)的故障持續(xù)期間并沒有發(fā)生換相失敗，直流電壓還很高不足以觸發(fā)低壓限流環(huán)節(jié)起作用，并且由于定功率控制，直流電壓的下降會(huì)使控制系統(tǒng)增大電流調(diào)節(jié)器的電流指令，直流電流增大。

圖4為交流系統(tǒng)兩相金屬接地故障時(shí)換相失敗波形。期間直流電壓和直流電流下降，晶閘管結(jié)溫呈下降趨勢(shì)。即交流系統(tǒng)兩相接地故障時(shí)晶閘管的結(jié)溫比正常運(yùn)行的時(shí)候低。

圖4 交流系統(tǒng)兩相金屬接地故障引發(fā)換相失敗波形Fig.4 Commutation failure wave caused by the two phase metallic ground fault in the AC system

圖5為交流系統(tǒng)三相金屬接地故障時(shí)換相失敗波形。直流電壓和直流電流下降至縱坐標(biāo)軸0附近，晶閘管結(jié)溫下降至38 ℃。因此交流系統(tǒng)三相金屬接地故障對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響呈下降趨勢(shì)。

圖5 交流系統(tǒng)三相金屬接地故障引發(fā)換相失敗波形Fig.5 Commutation failure wave caused by the three phase metallic ground fault in the AC system

綜合圖2—5可以得出，交流系統(tǒng)故障期間，控制系統(tǒng)中集成的低壓限流功能抑制了直流電流(單相高阻接地除外)，直流電流的下降引起晶閘管結(jié)溫的下降，因此第一類換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響呈下降趨勢(shì)。

3.2 第二類換相失敗對(duì)結(jié)溫影響的仿真研究

第二類換相失敗是晶閘管的觸發(fā)脈沖丟失或者系統(tǒng)誤觸發(fā)所引起的，本節(jié)以丟脈沖為例分析其對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響。

圖6為丟脈沖故障引發(fā)換相失敗波形。從圖6可以看出在丟脈沖故障期間，直流電壓和直流電流都含有豐富的諧波分量，關(guān)斷角在20°～35°變化，晶閘管結(jié)溫從38 ℃上升至60 ℃，即丟脈沖故障會(huì)引起晶閘管結(jié)溫的急劇上升。

圖6 丟脈沖故障引發(fā)換相失敗波形Fig.6 Commutation failure wave caused by fire pulse missing

為了說明丟脈沖故障會(huì)引起晶閘管結(jié)溫上升的原因，圖7給出了丟脈沖時(shí)換流器橋臂的換相過程。假設(shè)丟脈沖前電流的回路如圖7藍(lán)色虛線所示，此時(shí)Y橋1號(hào)橋臂和2號(hào)橋臂導(dǎo)通，隨后在1號(hào)橋臂即將向3號(hào)橋臂換相時(shí)發(fā)生了丟脈沖故障，此時(shí)3號(hào)橋臂不能導(dǎo)通，在接下來的120°電角度內(nèi)仍然由1號(hào)橋臂和2號(hào)橋臂導(dǎo)通，在2號(hào)橋臂換相到4號(hào)橋臂后，1號(hào)、4號(hào)橋臂同時(shí)導(dǎo)通造成Y橋旁路，另外5號(hào)橋臂脈沖到來時(shí)，由于A相電壓低于C相電壓造成5號(hào)橋臂反壓而截止[11-13]。因此在一個(gè)周期內(nèi)，1號(hào)橋臂將導(dǎo)通360°電角度，其承擔(dān)的直流電流的時(shí)間是正常運(yùn)行時(shí)通過電流時(shí)間的3倍，這就是丟脈沖故障時(shí)晶閘管結(jié)溫上升的原因。1號(hào)橋臂丟脈沖時(shí)的電流波形如圖8所示。

圖7 丟脈沖時(shí)換相過程Fig.7 Commutation process with the fire pulse missing

圖8 丟脈沖時(shí)直流電流和Y橋電流Fig.8 DC current and Y bridge current when the fire pulse miss

綜合上述分析，可以看出由于交流電壓變化或者直流電壓變壓二引起的第一類換相失敗在控制系統(tǒng)低壓限流功能起作用時(shí)對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響是呈下降趨勢(shì)的，低壓限流功能未起作用時(shí)晶閘管的結(jié)溫略有上升但影響不大。但是丟脈沖故障引起的第二類換相失敗會(huì)造成一個(gè)橋臂的晶閘管在360°電角度區(qū)間內(nèi)持續(xù)導(dǎo)通，從而引起此橋臂的晶閘管溫度急劇上升。

4 換相失敗保護(hù)定值整定

4.1 換相失敗保護(hù)原理

換相失敗發(fā)生時(shí)，其最明顯的故障特征是同一相橋臂上下直通，從而導(dǎo)致直流電流大于換流變閥側(cè)三相交流電流的最大值，如圖8中在丟脈沖后Y橋三相電流都為0的時(shí)刻。根據(jù)這個(gè)故障特征設(shè)計(jì)了換相失敗保護(hù)[14，15]。

工程應(yīng)用中的換相失敗保護(hù)原理，Y橋：

(4)

D橋：

(5)

式(4，5)中：max為取括號(hào)中的最大值；IDC為閥廳入口處的直流電流；IDP為閥廳出口處的直流電流；B為起動(dòng)定值；K1和K2是定值比率系數(shù)；IVY及IVD分別為Y橋、D橋三相交流電流瞬時(shí)值的最大值。

4.2 換相失敗類型的識(shí)別

交流系統(tǒng)故障或者直流電壓波動(dòng)是產(chǎn)生第一類換相失敗的主要原因，這一類型故障最典型的特征就是其能對(duì)所有的換流器產(chǎn)生影響并導(dǎo)致?lián)Q相失敗。比如交流系統(tǒng)故障時(shí)，極一換流器的Y橋，D橋，極二換流器的Y橋，D橋都有可能發(fā)生換相失敗。而換流器控制系統(tǒng)丟脈沖故障或者觸發(fā)光纖故障只能影響某一個(gè)換流器的一個(gè)橋臂(Y橋和D橋)，即故障期間只有一個(gè)換流器的一個(gè)橋臂發(fā)生換相失敗。

綜上，當(dāng)只有換流器的Y橋臂發(fā)生換相失敗故障時(shí)，可以判定Y橋臂發(fā)生了第二類換相失敗，當(dāng)只有換流器的D橋臂發(fā)生換相失敗故障時(shí)，可以判定D橋臂發(fā)生了第二類換相失敗，當(dāng)Y橋臂和D橋臂發(fā)生換相失敗故障時(shí)，可以判定整個(gè)12脈動(dòng)換流器發(fā)生了第一類換相失敗。

4.3 換相失敗保護(hù)定值整定

工程應(yīng)用中高壓直流輸電保護(hù)定值整定目前主要還是依賴經(jīng)驗(yàn)和仿真，通常做法是在已有工程的定值基礎(chǔ)上，通過仿真試驗(yàn)去調(diào)整定值[16]，因此下文在分析了換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫影響的基礎(chǔ)上，綜合考慮了直流輸電運(yùn)行方式對(duì)換相失敗保護(hù)定值的影響以及交流系統(tǒng)保護(hù)與換相失敗保護(hù)相互配合的因素，提出了換相失敗保護(hù)定值整定的原則。

在換相失敗保護(hù)定值整定時(shí)，需要考慮換相失敗保護(hù)在各種工況下都能夠檢測(cè)區(qū)內(nèi)故障，特別是直流傳輸功率分別在0.1 p.u.和1 p.u.的情況。另外交流系統(tǒng)故障引發(fā)的第一類換相失敗應(yīng)該讓交流系統(tǒng)保護(hù)去動(dòng)作切除故障，換相失敗保護(hù)在保障直流設(shè)備不損壞的情況下盡量不閉鎖。觸發(fā)脈沖故障引發(fā)的第二類換相失敗會(huì)造成晶閘管結(jié)溫的急劇上升，此時(shí)應(yīng)結(jié)合晶閘管的耐溫特性進(jìn)行定值的整定[17]。

(1) 在最小直流功率的運(yùn)行工況下，通常是0.1 p.u.，為保證換相失敗保護(hù)檢測(cè)出換相失敗故障，換相失敗保護(hù)的起始定值B設(shè)定原則為：

B=KB1*KB2*KB3*Ie

(6)

式(6)中：KB1為可靠性系數(shù)，一般取1.3～1.5；KB2為測(cè)量誤差百分比，一般取0.1；Ie為直流電流的額定值；KB3是修正系數(shù)，通過仿真試驗(yàn)確定，原則是保證在0.1 p.u.的工況下?lián)Q相失敗保護(hù)依然能夠檢測(cè)出換相失敗故障。

(2)K1的整定應(yīng)躲過直流系統(tǒng)短時(shí)過負(fù)荷時(shí)，電流測(cè)量回路產(chǎn)生的最大不平衡電流。 即：

(7)

式(7)中:K1e為測(cè)量誤差百分比，推薦取0.1；K10為過負(fù)荷倍數(shù)，一般取2；In為直流電流的額定值；Iores為過負(fù)荷時(shí)的制動(dòng)電流。

(3)K2的整定應(yīng)躲過交流IVY，IVD的互感器和IDC直流互感器的最大不平衡系數(shù)。即：

K2=Kb*K2e

(8)

式(8)中：Y橋的Kb=max(IVY/IDC)，D橋的Kb=max(IVD/IDC)；K2e為可靠系數(shù)，推薦值0.65。

上述3個(gè)檢測(cè)換相失敗的動(dòng)作定值整定原則具有通用性，即動(dòng)作定值整定不管是否考慮了換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響都是一樣的，2者的區(qū)別在于動(dòng)作時(shí)間的取值。

對(duì)于第一類換相失敗，其動(dòng)作時(shí)間必須大于交流系統(tǒng)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，遵循交流系統(tǒng)的故障讓交流保護(hù)去隔離的原則，這也是目前通用的定值取值方法。在考慮到第一類換相失敗對(duì)晶閘管的溫度是呈下降趨勢(shì)時(shí)，第一類換相失敗的動(dòng)作時(shí)間還應(yīng)該大于第二類換相失敗的動(dòng)作時(shí)間，即第一類換相失敗時(shí)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間定值應(yīng)該大于交流后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間和第二類換相失敗時(shí)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間。

對(duì)于脈沖故障引發(fā)的第二類換相失敗，在未考慮到換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間往往是采用經(jīng)驗(yàn)定值，通常是沿用上一個(gè)工程的定值。當(dāng)考慮到晶閘管的溫度特性時(shí)，根據(jù)直流系統(tǒng)在1.4倍過負(fù)荷工況下發(fā)生第二類換相失敗時(shí)計(jì)算出晶閘管可能達(dá)到的最高溫度，并參考換流閥廠家提供的晶閘管允許最高工作溫度-時(shí)間曲線設(shè)定，確保直流系統(tǒng)在任何工況下發(fā)生第二類換相失敗故障，晶閘管的溫升不足以引起晶閘管誤觸發(fā)甚至損壞。

5 結(jié)語

本文總結(jié)了引發(fā)換相失敗的各種因素，并根據(jù)這些因素導(dǎo)致?lián)Q相失敗機(jī)理的不同，將換相失敗分為第一類換相失敗和第二類換相失敗。同時(shí)指出交流系統(tǒng)故障是導(dǎo)致第一類換相失敗的主要原因，換流器丟脈沖故障是產(chǎn)生第二類換相失敗的主要因素。接著本文整理了晶閘管結(jié)溫的數(shù)學(xué)模型，仿真研究了交流系統(tǒng)故障引發(fā)的第一類換相失敗和丟脈沖引發(fā)的第二類換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響。并指出由于控制系統(tǒng)低壓限流功能的存在，交流系統(tǒng)金屬接地故障引發(fā)的第一類換相失敗對(duì)晶閘管結(jié)溫的影響是呈下降趨勢(shì)，在直流定功率控制模式下，交流系統(tǒng)高阻接地故障不足以觸發(fā)控制系統(tǒng)低壓限流功能起作用時(shí)，第一類換相失敗會(huì)造成晶閘管結(jié)溫緩慢上升但不足以對(duì)晶閘管造成影響，但是丟脈沖故障引發(fā)的第二類換相失敗會(huì)導(dǎo)致晶閘管結(jié)溫的急劇上升，這對(duì)晶閘管的穩(wěn)定運(yùn)行造成不良影響甚至可能燒壞晶閘管。最后文章在綜合考慮交流系統(tǒng)保護(hù)，直流運(yùn)行工況以及換相失敗對(duì)結(jié)溫影響的基礎(chǔ)上，提出了整定換相失敗保護(hù)定值的原則。特別是提出換相失敗對(duì)晶閘管溫度的影響應(yīng)作為換相失敗保護(hù)定值整定的考慮因素，優(yōu)化了換相失敗保護(hù)定值整定的原則。

但是本文探討的定值整定原則是針對(duì)換相失敗保護(hù)，并且在考慮結(jié)溫時(shí)忽略了溫度對(duì)晶閘管損耗的正反饋影響。另外高壓直流輸電系統(tǒng)由于控制系統(tǒng)的存在，使得直流故障響應(yīng)特性復(fù)雜，很難通過類似交流保護(hù)的解析算法得到定值。因此繼續(xù)研究溫度對(duì)晶閘管損耗模型的影響以及完善直流保護(hù)的定值整定原則是后續(xù)可進(jìn)一步研究的方向。

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(編輯 徐林菊)

Influence of Commutation Failure to ValveTemperature and Protection Fixed Value Setting

WANG Yongping, YANG Jianming, ZHAO Wenqiang, LI Haiying

(NR Electric Co., Ltd, Nanjing 211102, China)

This paper summarizes the causes of commutation failure and points out that two main causes of commutation failure are AC system ground fault and fire pulse missing. The mathematic model of the junction temperature of thyristor valve is collated and the influence of the single-phase ground fault, the two-phase ground fault, the three-phase ground fault and the fire pulse missing of the converter on the junction temperature are simulated respectively. And it is concluded that the fire pulse missing that has the greatest influence on the junction temperature. Based on the consideration of those influences, it’s suggested that the temperature characteristic of the valve needs to be taken into account when the commutation failure protection settings are fixed.

commutation failure; AC system ground fault; fire pulse missing; junction temperature; commutation failure protection

2017-03-01；

2017-04-10

TM723

A

2096-3203(2017)04-0059-07

王永平

王永平(1978—)，男，江蘇鎮(zhèn)江人，高級(jí)工程師，從事高壓直流輸電及其控制保護(hù)領(lǐng)域的研究工作(E-mail:wangyp@nrec.com);

楊建明(1984—)，男，湖南株洲人，工程師，研究方向?yàn)楦邏褐绷鬏旊娤到y(tǒng)控制保護(hù)(E-mail：yangjm@nrec.com);

趙文強(qiáng)(1985—)，男，湖北鄂州人，工程師，

研究方向?yàn)楦邏褐绷鬏旊娤到y(tǒng)控制保護(hù);

李海英(1972—)，男，河北饒陽人，研究員級(jí)高級(jí)工程師，從事電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究及直流輸電技術(shù)研究工作。