系統(tǒng)故障和參數(shù)變化對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)換相失敗的影響

曾進(jìn)輝，羅隆福，羅偉原，許加柱，李建英

（1.湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 長沙 410082；2.湖南省電力檢修公司，湖南 長沙 410007）

0 引言

隨著直流輸電技術(shù)的日趨成熟，高壓直流輸電近年來在我國得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展[1-3]。換相失敗是高壓直流輸電系統(tǒng)最常見的故障之一。我國已出現(xiàn)多例逆變換相失敗的案例[4-5]。在換相電壓反向（具有足夠的去游離裕度）之前未能完成換相的故障稱為換相失敗[6]。換相失敗將直接導(dǎo)致直流側(cè)電壓下降和直流電流增大，若未能及時(shí)采取控制措施，將會(huì)引發(fā)連續(xù)的換相失敗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致功率傳輸中斷，影響受端交流電網(wǎng)的運(yùn)行安全[7-9]。

影響直流輸電系統(tǒng)換相失敗的主要因素有換流母線電壓、換流變壓器變比、直流電流、換相電抗、越前觸發(fā)角、不對稱故障時(shí)換相線電壓的過零點(diǎn)相位移、換流閥的觸發(fā)脈沖控制方式和交流系統(tǒng)的頻譜特性等[10-11]。換流變壓器結(jié)構(gòu)和濾波方式直接影響直流輸電系統(tǒng)的換相電抗和交流母線電壓及交流系統(tǒng)的頻譜特性，因而對直流輸電系統(tǒng)抵御換相失敗的能力會(huì)有一定影響。采用感應(yīng)濾波技術(shù)的直流輸電系統(tǒng)（簡稱感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)）具有與傳統(tǒng)換流變壓器不同的變壓器結(jié)構(gòu)和濾波方式，因而對其換相失敗免疫能力進(jìn)行研究十分必要。

感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)將傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)中安置于交流母線處的無源濾波裝置移植到換流變壓器閥側(cè)，同時(shí)配以新穎的變壓器繞組結(jié)構(gòu)，能將特征次諧波抑制于變壓器閥側(cè)，從而減少諧波流動(dòng)，達(dá)到降低損耗、減少噪音和振動(dòng)的效果[12-15]。

文獻(xiàn)[16]從換相電抗的角度分析了感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)和傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的不同，得出了感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)在改善換相方面具有獨(dú)特優(yōu)越性的結(jié)論，但是對換相失敗缺少定量的分析和實(shí)驗(yàn)研究。文獻(xiàn)[17]從換相熄弧角的角度，分析了在新型直流輸電系統(tǒng)中閥側(cè)無功補(bǔ)償度、直流電流和換相電抗等多種因素對逆變側(cè)換相失敗的影響，并提出了新系統(tǒng)條件下避免發(fā)生換相失敗的措施，但是所研究的內(nèi)容并未體現(xiàn)感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)在換相特性上的獨(dú)特性，提出的預(yù)防措施也缺乏針對性。

以往對換相失敗的分析多從換相電壓壓降和換相熄弧角的角度進(jìn)行。文獻(xiàn)[18]針對直流輸電系統(tǒng)的換相失敗問題首次提出了換相失敗免疫因子CFII（Commutation Failure Immunity Index）的概念，并將該概念應(yīng)用于單極直流輸電系統(tǒng)和多饋入直流輸電系統(tǒng)中，更直觀地表征了直流輸電系統(tǒng)對換相失敗的抵御能力。

本文在分析含有感應(yīng)濾波裝置的直流輸電系統(tǒng)換相特性的基礎(chǔ)上，研究了不同類型系統(tǒng)接地故障下CFII的分布情況，分析了不同的系統(tǒng)參數(shù)時(shí)新型直流輸電系統(tǒng)對換相失敗抵御能力的影響，最后通過動(dòng)模實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論和仿真分析的結(jié)論。

1 換相失敗判據(jù)及CFII

發(fā)生換相失敗的最主要原因是交流母線電壓跌落，而其本質(zhì)是逆變器熄弧角γ小于極限熄弧角γmin。本文采用的換相失敗判斷標(biāo)準(zhǔn)為：換流閥關(guān)斷角是否小于閥去游離時(shí)間對應(yīng)的最小角度。若是，則會(huì)發(fā)生換相失??；若不是，則不會(huì)發(fā)生換相失敗。即當(dāng)熄弧角γ＜10°時(shí)就認(rèn)為發(fā)生了換相失敗。

CFII是衡量輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗容易程度的重要指標(biāo)，其定義如下：

其中，CFII是換相失敗免疫指標(biāo)；Uac是交流線電壓額定值；Pdc是直流額定功率；Zfault是發(fā)生換相失敗的臨界阻抗，即因逆變側(cè)交流故障導(dǎo)致熄弧角γ=10°時(shí)的故障接地阻抗。式（1）表明，CFII與交流額定線電壓、直流傳輸額定功率和換相失敗臨界阻抗相關(guān)。CFII越大，表明系統(tǒng)逆變側(cè)對換相失敗的抵抗能力越強(qiáng)，遭遇系統(tǒng)故障時(shí)發(fā)生換相失敗的概率越小。

根據(jù)式（1），對于給定的高壓直流系統(tǒng)，其Uac和Pdc均為給定值，要分析感應(yīng)濾波技術(shù)的應(yīng)用對系統(tǒng)換相失敗免疫力的影響，只能分析系統(tǒng)對Zfault的影響。目前尚無法直接通過數(shù)學(xué)方法計(jì)算求得Zfault與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，因此只能通過仿真法進(jìn)行計(jì)算。

2 感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)及其換相特性

2.1 感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)簡介

采用感應(yīng)濾波技術(shù)的直流輸電系統(tǒng)接線方案見圖1。系統(tǒng)主要由新型換流變壓器、感應(yīng)濾波器及12脈動(dòng)換流器三部分組成。新型換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組采用Y型聯(lián)結(jié)，中性點(diǎn)引出接地；閥側(cè)繞組由2套繞組組成，均采用延邊三角形聯(lián)結(jié)，每個(gè)繞組由延邊繞組和公共繞組構(gòu)成，在公共繞組與延邊繞組連接處引出抽頭，抽頭處接上5、7、11和13次特征諧波濾波器。閥側(cè)2套繞組變比標(biāo)幺值分別為1∶∠+15°和1∶∠-15°，使得換流橋Ⅰ和Ⅱ的相電壓分別前移15°和后移15°，相角差為30°，從而滿足換流器12脈動(dòng)的要求。

感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)采用與CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)相同的控制方式，其基本控制方式是：整流側(cè)由定電流控制和αmin限制兩部分組成；逆變側(cè)采用定關(guān)斷角（γ0）控制和定電流控制。此外，整流側(cè)和逆變側(cè)都配有低壓限流環(huán)節(jié)（VDCOL），逆變側(cè)還配有電流偏差控制（CEC）。

2.2 感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)換相特性

雖然無法直接計(jì)算Zfault，但是如果直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)換相特性改善，則系統(tǒng)發(fā)生換相失敗的難度增大，逆變側(cè)交流故障導(dǎo)致?lián)Q相失敗時(shí)的臨界故障接地阻抗會(huì)變小，即Zfault變小，從而使CFII增大。下面將重點(diǎn)分析感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)的換相特性。

根據(jù)電路定律，通過電感的電流是連續(xù)的，不會(huì)突變。因此當(dāng)換相過程從一個(gè)閥導(dǎo)通換為另一閥導(dǎo)通時(shí)，由于換相回路電感Lr＞0的作用，通過閥的電流不能突變，電流轉(zhuǎn)移不可能瞬間完成，即換相不能瞬時(shí)完成。直流輸電系統(tǒng)的等值換相電路可用圖2簡化表示，圖中XX、XT和Xr分別代表電源等效電抗、換流變壓器漏抗和變壓器換相電抗。

傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)和感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)的電源等效電抗和換流變壓器漏抗基本沒有區(qū)別，本文重點(diǎn)分析它們在換相電抗上的不同。傳統(tǒng)換流變壓器的換相電抗即為其短路阻抗，而加入感應(yīng)濾波裝置后，感應(yīng)濾波裝置將吸收5、7、11、13等特征次諧波電流，因此必須考慮諧波電流對換相電抗的影響。圖3為含有感應(yīng)濾波裝置的新型換流變壓器的等值電路。

假定換相電流iγ=im1+im2+im3，其中im1為換相電流中基波分量，im2為 5、7、11 和 13 次諧波分量，im3為其他次諧波分量。對于含有感應(yīng)濾波裝置的新型換流變壓器，基波電流im1仍在回路l1中流通，而im2主要在回路l2中流通。同時(shí)，濾波支路存在必然會(huì)影響im3的流通回路，使一部分im3在回路l1中流通，而另一部分im3在回路l2中流通。

圖1 感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)換流站接線方案Fig.1 Connection scheme of converter in inductive filtering HVDC system

圖2 直流輸電系統(tǒng)的等值換相電路Fig.2 Equivalent commutation circuit of HVDC transmission system

圖3 新型換流變壓器的等值電路Fig.3 Equivalent circuit of new converter transformer

由于濾波直流對 5、7、11、13次諧波呈短路狀態(tài)，而對基波呈容性，換相電流基波及各次諧波流經(jīng)回路的單相等值電感大小差異很大。而5、7、11和13次諧波換相電感遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未接入濾波器時(shí)的電感，其他次諧波的換相電感介于兩者之間。含有感應(yīng)濾波裝置的新型換流變壓器的換相電抗可用式（2）進(jìn)行計(jì)算[19]。

其中，ω0為基波角頻率，β1為基波分量占有率，L1為基波流經(jīng)回路的單相等值電感，β（6k±1）為特征次諧波分量占有率，Lγ（6k±1）為特征次諧波流經(jīng)回路的單相等值電感。

理論計(jì)算和仿真驗(yàn)證表明：新型換流變壓器接入濾波器后，換相電抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未接入濾波器時(shí)的電抗，前者不到后者的 1/3[19]。因此，XX+XT+Xr的值變小，即加入感應(yīng)濾波裝置后直流輸電系統(tǒng)的總的換相電抗將減小，其換相特性將改善，換相失敗免疫能力也增強(qiáng)。下面將通過仿真計(jì)算對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)的換相失敗免疫能力進(jìn)行分析。

3 感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)的換相失敗免疫能力仿真研究

為驗(yàn)證含有感應(yīng)濾波裝置的感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)在抵御換相失敗上的優(yōu)勢，揭示感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)在不同工況下的換相失敗免疫能力，本文在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之前采用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC基于CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型建立了含感應(yīng)濾波裝置的直流輸電模型[20]，并對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)在不同工況下的CFII進(jìn)行了研究和分析。

3.1 不同故障下感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)的CFII分布

由于換相失敗是瞬態(tài)事件，因而其發(fā)生不僅受到故障水平的影響，也與故障投入的時(shí)間點(diǎn)密切相關(guān)。為探尋這一規(guī)律，本文在PSCAD環(huán)境下對新型直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行了三相接地故障和單相接地故障實(shí)驗(yàn)，每種故障實(shí)驗(yàn)均分析了電感性、電阻性和電容性3種故障在不同的時(shí)間點(diǎn)投入時(shí)的CFII變化情況，如圖4、5所示。

圖4 三相接地短路時(shí)的換相失敗免疫因子Fig.4 CFII of three-phase grounding fault

圖5 單相接地短路時(shí)的換相失敗免疫因子Fig.5 CFII of single-phase grounding fault

從圖4可以看出，相對于電容性故障和電感性故障，電阻性故障對故障的投入時(shí)間點(diǎn)更為敏感，而電感性故障相對于另外2種故障對換相失敗具有較低的CFII值，即發(fā)生電感性故障時(shí)更容易發(fā)生換相失敗。圖5表明在不同類型的單相故障下，CFII對故障投入時(shí)間更為敏感，但是和三相接地故障相似，除少數(shù)時(shí)間點(diǎn)外，電感性故障具有更低的CFII值。對比圖4和圖5的結(jié)果可知，三相接地電感性故障具有最低的換相失敗免疫力，即在相同故障水平下，電感性故障更容易導(dǎo)致?lián)Q相失敗，因而可以選擇三相接地電感性故障下的CFII作為衡量新型直流輸電系統(tǒng)對不同故障的最低免疫力參數(shù)。因而對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)式（1）可以用式（3）代替：

其中，Lmin為導(dǎo)致?lián)Q相失敗的最小三相接地電感。

文獻(xiàn)[18]和[21]對CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型系統(tǒng)在不同故障情況下CFII的分布情況進(jìn)行了介紹。文獻(xiàn)[18]指出CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型系統(tǒng)在三相平衡電感性故障下具有較低的CFII值，其相應(yīng)的值在13.3%左右波動(dòng)。結(jié)合本文對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)在不同故障情況下CFII分布情況的分析，可得到感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)和CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型系統(tǒng)在CFII分布上的相同之處是：在三相和單相故障下，相比于電阻性故障和電容性故障，電感性接地短路故障是最容易導(dǎo)致?lián)Q相失敗的故障形態(tài)。不同之處在于：感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)具有更高的CFII值，在發(fā)生三相平衡電感性故障時(shí)，CFII在40%左右波動(dòng)，遠(yuǎn)高于CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型系統(tǒng)的13.3%。因而可以得出結(jié)論：加入感應(yīng)濾波裝置后直流輸電系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)具有較好的換相失敗免疫力，更不容易受到故障的影響而發(fā)生換相失敗。

3.2 交流系統(tǒng)強(qiáng)度對CFII的影響

交流系統(tǒng)強(qiáng)度（SCR）也是影響系統(tǒng)換相失敗的重要因素。在PSCAD仿真環(huán)境中，可以通過改變電源側(cè)的等效戴維南阻抗值來改變系統(tǒng)強(qiáng)度。本文通過改變逆變側(cè)電源的等效阻抗值得到了不同的SCR值，逆變側(cè)交流母線投入電感性故障，投入時(shí)間為1.0 s，故障持續(xù)0.15 s，得到的CFII與SCR的關(guān)系曲線如圖6所示。

圖6 CFII與逆變側(cè)交流系統(tǒng)強(qiáng)度的關(guān)系Fig.6 Relationship between CFII and inverter-side AC system strength

圖6表明，感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)對換相失敗的免疫能力隨著逆變側(cè)交流系統(tǒng)強(qiáng)度的提高呈線性增長趨勢，這一特性與傳統(tǒng)高壓直流輸電系統(tǒng)的特性是一致的。

3.3 直流系統(tǒng)參數(shù)對CFII的影響

雖然換相失敗主要是由交流母線電壓下降引起的，但是直流側(cè)的輸送功率和阻抗對換相失敗也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。直流側(cè)平波電抗器電感值和直流傳輸功率（標(biāo)幺值）對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)換相失敗免疫能力的影響分別如圖7和圖8所示。

圖7 直流側(cè)平波電抗器電感值對CFII的影響Fig.7 Impact of DC-side flat-wave reactor inductance on CFII

圖8 直流傳輸功率對CFII的影響Fig.8 Impact of DC transmission power on CFII

圖7表明，隨著直流側(cè)平波電抗器電感值的增加，感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)呈增長趨勢，但是電感值超過6H以后，增長速度明顯變緩，這一特性與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)先增加后降低的趨勢[22]有明顯區(qū)別。

從圖 8可以看出，CFII在 Pdc為 0.5～1.2 p.u.這一區(qū)間從67%遞減到35%，而在Pdc小于0.4 p.u.和大于1.2 p.u.區(qū)間基本保持恒定。而傳統(tǒng)高壓直流輸電系統(tǒng)的CFII隨著直流輸送功率的增加在10%～25%之間變動(dòng)[22]。從總體上看，2種直流輸電系統(tǒng)的直流傳輸功率越大，CFII越小，系統(tǒng)越容易受外界干擾而發(fā)生換相失敗，但是感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)的CFII值整體比傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)要高。

3.4 無功補(bǔ)償度K對CFII的影響

閥側(cè)無功補(bǔ)償度K[15]是感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)，對閥側(cè)線電壓、換相電抗、直流側(cè)電壓、換相角及換流器功率因數(shù)都有一定影響[4]，因而有必要分析K的變化對系統(tǒng)CFII參數(shù)的影響。根據(jù)感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的無功分配原則，閥側(cè)5、7、11和13次感應(yīng)濾波器無功補(bǔ)償容量為系統(tǒng)無功補(bǔ)償總量的2/5，即K=0.4，其中，5/7、11/13次雙調(diào)諧感應(yīng)濾波器各占無功補(bǔ)償總量的1/5。因此，本文通過改變投入的逆變側(cè)的閥側(cè)感應(yīng)濾波器的組數(shù)來得到不同的K值，再分析在不同的K值下系統(tǒng)CFII的變化情況。投入不同感應(yīng)濾波器時(shí)CFII的變化情況如表1所示。

表1 投入不同感應(yīng)濾波器時(shí)CFII的變化情況Tab.1 Variation of CFII vs.input of different inductive filters

從表1可以得知，隨著投入濾波器數(shù)量的減少，K值呈下降趨勢，同時(shí)CFII也呈下降趨勢，當(dāng)只投入11/13次雙調(diào)諧濾波器和不投閥側(cè)濾波器時(shí)，CFII值已與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)的CFII值（13.3%）相當(dāng)。但是只投入5/7次雙調(diào)諧濾波器時(shí)，CFII仍然能維持在較高的水平，這是因?yàn)樵陂y側(cè)電流中含量較高的5、7次特征諧波被吸收的緣故。

4 實(shí)例分析

4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

為了驗(yàn)證理論和仿真分析的正確性和精確性，本文依托如圖9所示的感應(yīng)濾波型直流輸電動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要參數(shù)為：直流側(cè)額定電壓Ud=1 000 V，額定功率Pd=100 kW，采用12脈波換流，單極接線；交流系統(tǒng)模擬無窮大電源，兩端電源為電壓415 V正弦交流電，工頻，傳統(tǒng)接線方式的換流變壓器整流運(yùn)行，新型換流變壓器及其感應(yīng)濾波系統(tǒng)逆變運(yùn)行。逆變側(cè)采用定電壓控制，整流側(cè)采用定電流控制。

圖9 感應(yīng)濾波型直流輸電動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接線圖Fig.9 Connection diagram of inductive filtering HVDC system for dynamic experiment

4.2 換流變壓器電壓波形

本文測試了圖9所示的感應(yīng)濾波型直流輸電動(dòng)模系統(tǒng)在投入和不投入閥側(cè)感應(yīng)濾波器時(shí)的換流變壓器網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)的電壓波形，波形圖如圖10和圖11所示。

圖10和圖11表明，感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)中，5、7、11和13次諧波被抑制在換流變壓器閥側(cè)，只在變壓器閥側(cè)繞組等值漏抗上產(chǎn)生壓降，因而網(wǎng)側(cè)電壓和閥側(cè)電壓波形畸變得到較好改善。同時(shí)，從圖11（b）可以看出，感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)接入感應(yīng)濾波器后，相對于傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)，換相角μ明顯減小，因此系統(tǒng)換相得到改善，系統(tǒng)發(fā)生換相失敗的概率減少，即CFII得到提高。

圖10 未接入濾波器時(shí)換流變壓器網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)線電壓波形Fig.10 Waveforms of grid-side and valve-side voltages of transformer without filter

4.3 不同交流系統(tǒng)強(qiáng)度下的CFII

感應(yīng)濾波型直流輸電動(dòng)模系統(tǒng)的交流系統(tǒng)為模擬無窮大電源，為得到不同等級的逆變側(cè)交流系統(tǒng)強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)中通過對無窮大電源串聯(lián)戴維南等效阻抗來實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)中投入故障的電抗為可調(diào)鐵芯電抗器，其電感值從0.01～10 H可調(diào)，能滿足實(shí)驗(yàn)需求。

故障實(shí)驗(yàn)中，通過觀測熄弧角是否小于10°來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生換相失敗。表2為在不同的逆變側(cè)系統(tǒng)強(qiáng)度下CFII的實(shí)測值，與仿真結(jié)果基本吻合。

表2 CFII與逆變側(cè)SCR關(guān)系實(shí)測值Tab.2 Measured relationship between CFII and inverter-side SCR

4.4 不同直流功率下的CFII

實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)整流側(cè)的電流來調(diào)整直流功率，在不同的直流功率下測試系統(tǒng)換相失敗的臨界電感，然后根據(jù)式（8）求得CFII值。實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)見表3，表中Pdc為標(biāo)幺值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)論一致。

表3 CFII與直流傳輸功率關(guān)系實(shí)測值Tab.3 Measured relationship between CFII and DC transmission power

4.5 不同無功補(bǔ)償度K下的CFII

通過改變投入的閥側(cè)感應(yīng)濾波器組數(shù)改變閥側(cè)無功補(bǔ)償度K，然后根據(jù)式（8）求得CFII值。實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如表4所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)論基本一致。隨著投入濾波器的減少，系統(tǒng)的CFII值明顯降低。

表4 投入不同感應(yīng)濾波器時(shí)CFII實(shí)測值Tab.4 Measured CFII for different inductive filters

5 結(jié)論

本文應(yīng)用PSCAD/EMTDC仿真軟件和實(shí)驗(yàn)室建立的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對不同類型故障及不同的系統(tǒng)參數(shù)對感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)換相失敗免疫能力的影響開展了大量的研究工作，得出如下結(jié)論。

a.電感性故障是最容易導(dǎo)致感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗的故障類型，感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)對接地故障的換相失敗免疫力較傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)明顯增強(qiáng)。

b.感應(yīng)濾波技術(shù)使感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)具有較傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)更好的換相電壓波形，換相角明顯減小，使得其CFII大幅提高，降低了系統(tǒng)在逆變側(cè)交流母線故障下發(fā)生換相失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

c.仿真和實(shí)驗(yàn)表明，感應(yīng)濾波型直流輸電系統(tǒng)對換相失敗的免疫能力隨著逆變側(cè)交流系統(tǒng)強(qiáng)度增加、直流傳輸功率降低及閥側(cè)感應(yīng)濾波器的投入而增強(qiáng)，這對系統(tǒng)運(yùn)行控制具有重要參考價(jià)值。