摘要：換相失敗保護，用于檢測換流器的換相失敗故障。換相失敗可能是由一種或多種故障，通常是由交流系統(tǒng)的擾動或換流閥未正常觸發(fā)引起。VBO保護，即晶閘管過壓保護，用于保護晶閘管免受正向過電壓，在晶閘管承受正向過電壓前，由門極單元對晶閘管進行保護性觸發(fā)。以上保護用于直流換流站，保護換流器正常運行。

關(guān)鍵詞：換相失敗保護;VBO保護;換流器

一、概述

2019年07月29日，某直流輸電工程逆變側(cè)換流站雙極大地回線方式運行，輸送功率4000MW。06：00：47極Ⅰ、極ⅠⅠ直流保護A、B、C均報換相失敗告警，36ms后告警復(fù)歸，極Ⅰ閥11報VBO保護動作。

二、換相失敗動作分析

1.極Ⅰ換相失敗說明

查看06：00：47.283時刻極Ⅰ直流故障錄波，極Ⅰ換相失敗電流判據(jù)為：

Y橋換相失敗的判據(jù)為：Id–IacY>0.1*Idn+0.1*Id，其中Id= MAX[IdP， IdNC]。

由故障錄波圖1，直流測量電流最大值Id=IMAX[IdP，IdNC]約為4744A，IVY最大值為2250A，代入公式：

4744-2250>0.1*4744+0.1*3030

滿足換相失敗保護動作值;36ms后，Id=IMAX[IdP，IdNC]恢復(fù)至3093A（正常運行電流3030A）， 告警復(fù)歸。

查閱交流側(cè)故障錄波圖2，換相失敗告警起、止時刻與直流故障錄波一致。換相失敗告警發(fā)生時，換流變網(wǎng)側(cè)電壓三相均為311kV，交流電壓無異常。

將極Ⅰ Y橋閥側(cè)首端電流波形圖與正常運行時閥導(dǎo)通順序圖對比，極Ⅰ Y橋由閥1、閥2導(dǎo)通向閥2、閥3導(dǎo)通轉(zhuǎn)換的過程中，閥3導(dǎo)通后，閥6 同時異常導(dǎo)通，造成同一橋臂上的閥3和閥6形成旁通對，直流側(cè)短路，閥側(cè)首端三相電流減小到0。

三、VBO保護動作分析

06：00：46，極ⅠY橋閥6異常導(dǎo)通，使Y橋同一橋臂的閥3與閥6同時導(dǎo)通，形成旁通對。極Ⅰ發(fā)生換相失敗，極控系統(tǒng)會發(fā)命令增大熄弧角。熄弧角增大的同時，交流側(cè)消耗的無功功率增加，而交流濾波器提供的無功不變，導(dǎo)致500kV交流電網(wǎng)無功不足，進而交流側(cè)電壓降低。對于極ⅠY橋閥6異常導(dǎo)通，從事件記錄分析，極Ⅰ Y橋閥6共有33個晶閘管因VBO動作導(dǎo)通（單閥共107個晶閘管），其他晶閘管正常導(dǎo)通，閥3與閥6同時導(dǎo)通，形成旁通對。綜合以上分析，初步判斷極Ⅰ Y橋閥6 異常導(dǎo)通是致此次換相失敗及VBO動作的直接原因。

參考文獻：

[1]趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2] 李新年， 易俊， 李柏青，等. 直流輸電系統(tǒng)換相失敗仿真分析及運行情況統(tǒng)計[J]. 電網(wǎng)技術(shù)， 2012， 36（6）.

作者簡介：劉冬，男，1978年生，工程師。主要從事高壓直流換流站直流控制保護及自動化相關(guān)運維管理及研究工作。