一例换流站换相失败及晶闸管VBO动作情况分析

摘要：换相失败保护，用于检测换流器的换相失败故障。换相失败可能是由一种或多种故障，通常是由交流系统的扰动或换流阀未正常触发引起。VBO保护，即晶闸管过压保护，用于保护晶闸管免受正向过电压，在晶闸管承受正向过电压前，由门极单元对晶闸管进行保护性触发。以上保护用于直流换流站，保护换流器正常运行。

关键词：换相失败保护;VBO保护;换流器

一、概述

2019年07月29日，某直流输电工程逆变侧换流站双极大地回线方式运行，输送功率4000MW。06：00：47极Ⅰ、极ⅠⅠ直流保护A、B、C均报换相失败告警，36ms后告警复归，极Ⅰ阀11报VBO保护动作。

二、换相失败动作分析

1.极Ⅰ换相失败说明

查看06：00：47.283时刻极Ⅰ直流故障录波，极Ⅰ换相失败电流判据为：

Y桥换相失败的判据为：Id–IacY>0.1*Idn+0.1*Id，其中Id= MAX[IdP， IdNC]。

由故障录波图1，直流测量电流最大值Id=IMAX[IdP，IdNC]约为4744A，IVY最大值为2250A，代入公式：

4744-2250>0.1*4744+0.1*3030

满足换相失败保护动作值;36ms后，Id=IMAX[IdP，IdNC]恢复至3093A（正常运行电流3030A）， 告警复归。

查阅交流侧故障录波图2，换相失败告警起、止时刻与直流故障录波一致。换相失败告警发生时，换流变网侧电压三相均为311kV，交流电压无异常。

将极Ⅰ Y桥阀侧首端电流波形图与正常运行时阀导通顺序图对比，极Ⅰ Y桥由阀1、阀2导通向阀2、阀3导通转换的过程中，阀3导通后，阀6 同时异常导通，造成同一桥臂上的阀3和阀6形成旁通對，直流侧短路，阀侧首端三相电流减小到0。

三、VBO保护动作分析

06：00：46，极ⅠY桥阀6异常导通，使Y桥同一桥臂的阀3与阀6同时导通，形成旁通对。极Ⅰ发生换相失败，极控系统会发命令增大熄弧角。熄弧角增大的同时，交流侧消耗的无功功率增加，而交流滤波器提供的无功不变，导致500kV交流电网无功不足，进而交流侧电压降低。对于极ⅠY桥阀6异常导通，从事件记录分析，极Ⅰ Y桥阀6共有33个晶闸管因VBO动作导通（单阀共107个晶闸管），其他晶闸管正常导通，阀3与阀6同时导通，形成旁通对。综合以上分析，初步判断极Ⅰ Y桥阀6 异常导通是致此次换相失败及VBO动作的直接原因。

参考文献：

[1]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2] 李新年， 易俊， 李柏青，等. 直流输电系统换相失败仿真分析及运行情况统计[J]. 电网技术， 2012， 36（6）.

作者简介：刘冬，男，1978年生，工程师。主要从事高压直流换流站直流控制保护及自动化相关运维管理及研究工作。