关于宁东直流工程换相失败预测功能的说明.doc

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过了17.25kV，控制系统增加角新软件将50%软件改为100%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。新软件将取绝对值改为取负图3 电压降低增加角程序新软件将120软件改为60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。具体如下：图5 判据增加角 IdH=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的/变换输出值。U_2s滤波值-U0.2max（0.7，UAC_10）则1-cos=0.15（U_2s滤波值-U），否则取0；delay-off时间10ms。 通过交、直流电流的比较来预测换相失败。 Y桥换相失败预测：IDNC-MAX(|IVY_L1|,|IVY_L2|,|IVY_L3|)0.133+0.1IDNC D桥换相失败预测：IDNC-MAX(|IVD_L1|,|IVD_L2|,|IVD_L3|)0.133+0.1IDNC满足上述任一条件超过0.8ms判故障，1-cos=0.0038（=50），否则取0；delay-off时间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