关于宁东直流工程换相失败预测功能的说明

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1、关于宁东直流工程换相失败预测功能的说明2011 年 1 月 25 日 23 时 20 分 34 秒，青岛侧极 2 换流变第二次充电时交流母线电压波形略有畸变，运行极极未发生换相失败，而此时熄弧角、直流电流、直流电压发生了较大变化，如下图：图 1 极换流变充电时极直流侧录波从录波图图 1 可以看出，在极 2 换流变投入后，极熄弧角从160跃变至 400，并在之后较长时间内一直维持在 400，导致在此期间直流电压从 660kV 跌落至 460kV。而这段时间内，由于充电时，交流网侧 C 相电压略有畸变，导致零序电压存在了一段较长的时间。具体录波如下图图 2 所示：图 2 极换流变充电时极交流侧录波

2、正常情况下，逆变侧采用定角控制，角应维持在 1702.50。而图中角长期维持在 40 度，对直流系统造成的影响较大。交流电压的轻微扰动使得角长时间增大了 200 左右，经分析这是由于许继换相失败预测功能造成的。换相失败预测功能主要有两个作用：一方面增大角，使得晶闸管提前触发；另一方面减小触发角的最大限制值。（1（许继换相失败预测功能说明电压判据许继换相失败预测软件如下图所示。三相电压的最小值 3 个采样周期内电压跌落最大值超过 0.05pu 即 345kV*0.05=17.25kV 时启动换相失败预测功能，增加角，具体软件如下图图 3 所示。由于一旦检测到电压跌落值超

3、过了 17.25kV，控制系统增加角指令将 delay-off 50ms 才会恢复到 0，因此只要电压跌落超过了定值，即使瞬时出现，角增大时间将至少保持 50ms，由于此次电压扰动时间比较长，因此导致角长时间运行在大角度情况下。具体软件如下图 4 所示。图 3 电压降低增加角程序图 4 增加角指令保持 50ms delay-off由于该逻辑定值较小，算法也存在一定的问题，后来对该软件进行了修改：将电压变化率修改为单方向的电压下降，并且将定值抬高了一倍；为了减小对直流的影响，将角增加 120 修改为增加 60。电流判据此外，还可以通过比较交、直流电流的差别进行换相失败预测功能。

4、具体如下：新软件将120软件改为 60新软件将取绝对值改为取负新软件将50%软件改为 100%图 5 判据增加角)3_21_(2LIVDILIVDIYYIdH=2max0.5*IDNC,max(IVY,IVD)-max0.1pu,0.1max(IVY,IVD)IdH_m 为 IDH 三个采样点的最大值；IdH_p 为 max（IdH，0.1pu）经过 10s 平滑处理后的值。（IdH_m-IdH_p）/IdH_p199%，启动换相失败预测功能。（2（ABB 换相失败预测功能说明（公式中的值均为标幺值）由于 ABB 换相失败预测功能投运以来运行情况良好，不存在由于电压扰动导致角长时

5、间大角度运行的情况，因此，我们对 ABB公司该项功能也进行了分析比对。ABB 具体逻辑如下：图 6 ABB 换相失败预测逻辑ABB 用三种检测手段来进行换相失败功能的预测，取三种检测手段的最大值作为角的增量，具体说明如下：将三相电压相加求取零序电压，如果零序电压超过设定值则增加一定角度，该手段主要用于判别单相电压故障。U_DIFF=|UAC_L1+UAC_L2+UAC_L3|0.3max（0.7，UAC_10）则 1-cos=0.15U_DIFF，否则取 0；delay-off 时间 10ms。通过/变换来检测三相电压故障。当三相电压均故障的情况下，/变换输出值小于稳态情况下

7、30ms。综合 ABB 换相失败预测判据功能如下：分别通过判别单相、三相交流电压或交直流电流之差来进行换相失败预测；通过电流预测故障角增量为固定值 50，通过电压预测故障增量根据故障程度不同而不同，故障越严重增加的角度越大。判别故障后，电流判据 delay-off 时间为 30ms，电压判据delay-off 时间为 10ms。（3（许继与 ABB 换相失败预测功能比较比较二者的换相失败预测功能可以看出：许继换相失败功能无法准确识别三相电压故障；无论故障情况如何，许继角增量均为固定值 60，对于较严重的故障可能仍然无法避免换相失败，而对于轻微的故障又可能导致调节过大引起系统较长时间无法恢复。许继电流判据无延时启动，可能会因为干扰引起误启动。另外一方面，个人认为要求故障后的值为故障前的值约3倍才启动该项功能，表明该项功能无法起到应有的作用。 delay-off时间有所不同，许继delay-off时间较长。希望能够借鉴ABB换相失败预测方法，对许继换相失败预测功能进行改进。

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