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HVDC换流器故障分析与保护原理研究

作　者: 姜姝
导　师: 王钢
学　校: 华南理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 直流输电换流器故障分析保护
分类号: TM721.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 244次
引　用: 1次
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内容摘要

我国电网正处于高速发展时期,目前己经进入从大区性电网向全国性互联电网的过渡阶段,随着HVDC(高压直流输电)在我国的广泛应用,高压直流输电技术成了电力界的研究热点。其中直流保护系统的设计是关系到电力系统安全运行核心问题,受到广泛关注。换流器是高压直流输电系统中关键、复杂且昂贵的元件,其故障分析的理论和方法、保护功能配置和原理,都与传统的交流系统迥异。目前,国内对HVDC保护系统的分析、设计和研究还亟待进一步深入。因此,有必要对换流器的故障形式和机理进行详尽分析,对其保护原理进行深入研究。本文以HVDC系统的12脉动换流器为研究对象,对换流器保护各种区内故障从机理上进行了分析。在考虑故障情况时两个6脉动换流器之间的相互影响下,提出了换流器故障的定性分析和定量计算的方法。以CIGRE标准测试系统为例,对整流器典型的区内外故障进行了计算。深入研究了HVDC换流器主保护(换流器阀短路保护、换相失败保护、极差动保护)的保护原理,在此基础上,基于区内外故障电流的定量计算方法,对整流器阀短路保护的整定和灵敏度问题进行了研究。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,基于CIGRE直流输电测试系统,对换流器区内所有短路故障和相关的区外短路故障进行仿真验证。结果表明,本文对换流器故障分析的理论和方法正确、合理,对HVDC系统换流器保护的分析和整定有效、可靠。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 选题意义  11-12
  1.3 研究现状  12-14
  1.4 本文主要工作  14-15
第二章换流器故障分析  15-36
  2.1 引言  15-16
  2.2 整流器阀故障  16-24
  2.3 整流器直流侧故障  24-27
    2.3.1 整流器直流侧出口短路  24-26
    2.3.2 整流器直流侧接地短路  26-27
  2.4 整流器交流侧短路  27-31
    2.4.1 整流器交流侧两相间短路  27-29
    2.4.2 整流器交流侧单相对地短路  29-31
  2.5 逆变器故障  31-35
    2.5.1 换相失败  31-33
    2.5.2 逆变器阀短路故障  33
    2.5.3 逆变器直流侧出口短路  33
    2.5.4 逆变器直流侧接地短路  33-34
    2.5.5 逆变器交流侧单相短路  34-35
    2.5.6 逆变器交流侧两相间短路  35
  2.6 小结  35-36
第三章整流器典型故障分析与计算  36-54
  3.1 引言  36
  3.2 区内最严重故障时产生的最大故障电流  36-39
  3.3 区内最轻微故障时产生的最小短路电流  39-43
  3.4 区外最严重故障时产生的最大故障电流  43-53
  3.5 小结  53-54
第四章换流器保护原理研究  54-66
  4.1 引言  54-55
  4.2 阀短路保护  55-62
    4.2.1 阀短路保护原理  56
    4.2.2 阀短路保护的动作情况分析  56-60
    4.2.3 阀短路保护的整定  60-62
  4.3 换相失败保护  62-64
    4.3.1 换相失败保护原理  63
    4.3.2 换相失败保护动作情况分析  63-64
  4.4 极差动保护  64-65
    4.4.1 极差动保护原理  64
    4.4.2 极差动保护动作特性分析  64-65
  4.5 小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-70
攻读硕士学位期间取得的研究成果  70-71
致谢  71

HVDC换流器故障分析与保护原理研究

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