LCC-HVDC系统换流变压器阀侧单相接地保护的研究

摘要

换流器工作的非线性使得电网换相换流器型高压直流(LCC-HVDC)输电系统换流变压器阀侧绕组故障后的电流随着阀导通及换相而变化，实际工程中曾出现阀侧绕组单相接地故障后差动保护拒动情况．研究了换流变压器单相接地的分析方法和故障特性，并依据故障特性分析了差动保护及零序过流保护的动作性能，提出一种换流变压器接地保护新方案．首先，采用时段划分法将故障后1个工频周期划分为12个时段，依据共同点对时段进行归类并按类分析了故障特性，将多时段合并得到故障后1个工频周期的网侧电流和阀侧电流表达式．然后，采用全波傅里叶算法计算差动电流及零序电流中的基波及各次谐波幅值，结果表明：由于低压桥换流变压器阀侧绕组单相接地后基波严重畸变，差动保护会因2次谐波含量大于15%而闭锁、零序过流保护因基波幅值小于整定值而拒动．为此，利用零序电流中2～6次谐波占比均大于15%反映这种故障，其与差动保护及零序过流保护互为补充，能提高换流变压器的保护性能．最后，搭建仿真模型验证了保护方案的有效性．

关键词

换流变压器 / 阀侧绕组单相接地 / 差动保护 / 零序过流保护 / 谐波占比 / 接地保护