3.3 高压直流输电系统交流侧线路故障仿真
HVDC 系统包含整流器交流侧线路故障和逆变器交流侧线路故障,常见故障类型包括单相接地、两相接地短路、两相短路、三相短路等。 3.3.1 逆变侧A相接地故障
打开直流侧并联的断路器模块,取消断路器导通动作;打开逆变器交流断路器模块。使断路器在0.6s时导通,在0.7s时断开。
开始仿真,观察整流器、逆变器和故障处的相关波形如图3.3所示。如图3.3(a)所示,从上到下分别为以标幺值表示的直流侧线路电压、标幺值表示的直流侧线路电流和实际参考电流、以角度表示的第一个触发延迟角、整流器控制状态。如图3-3(b)所示为逆变侧得到的相关波形,从上到下依次为以标幺值表示的直流侧线路电压和直流侧参考电压、标幺值表示的直流侧线路电流和实际参考电流、以角度表示的第一个触发延迟角、最小熄弧角。图3.3(c)为故障点处的电流波形。
(a)整流侧相关波形
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(b)逆变侧相关波形
(c)故障电流波形
图3.3 HVDC 系统交流侧A 相线路故障仿真波形图
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注意故障导致直流电压和直流电流出现了振荡,故障刚出现时不可避免的换相失败现象,直流电流激增到2p.u.。当t=0.85s时故障清除故障,VDCOL将参考电流调节到0.3p.u.,经过0.35s后系统恢复。 3.3.2 逆变侧三相短路
接入三相短路故障发生器,将故障类型设置为三相短路,故障时间设为0.6-0.7s,波形如图3.4 所示。
(a)整流侧相关波形
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(b)逆变侧相关波形
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(c)逆变器交流侧ABC三相电压波形 图3.4 HVDC 系统逆变侧三相线路故障仿真波形图
当逆变侧变压器交流侧三相对地发生故障时, 整流器侧和逆变侧的直流线路电压、电流, 和参考电流、触发延迟角等各参数仿真结果见图3.4。故障发生后,逆变侧交流A、B、C三相电压均为0,;直流电压迅速下降,线路电流则激增到2p.u.,线路由于直流线路两端没有装设直流滤波器, 使故障期间直流线路电压、电流有很大的谐波分量。直流电压0.63s 时VDCOL开始运作,把参考电流降为0. 3pu;同时把触发角增大到112°。故障清除后,即在0.7s时,电压反向,变为-0.8p.u.,直流线路电流则为0.77p.u.,再过0.3s内系统恢复正常.
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