MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護方法

MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護方法MMC換流器是一種新型的直流輸電技術(shù)，其優(yōu)點包括高功率密度，高牢靠性，優(yōu)異的動態(tài)特性以及能夠適應(yīng)不同的電壓和電流等級。在MMC換流器中，橋臂的單相間短路故障是一個普遍存在的問題，由于其發(fā)生可能會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生重點影響。為了有效地解決這一問題，必需采納肯定的保護方法。一、MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護原理單相橋臂間短路故障通常是由于IGBT或二極管故障引起的。因此，保護方法的重要目標是快速掌控系統(tǒng)中的電流，以防止故障擴散到整個橋臂或MMC換流器系統(tǒng)。由于MMC換流器的特別結(jié)構(gòu)，其橋臂的短路保護可以通過一般的電壓和電流保護來實現(xiàn)。在MMC換流器中，一般使用兩個保護方法：1、電壓保護：當一個橋臂的兩個換流單元顯現(xiàn)單相短路時，橋臂直接與上下橋臂之間的電容短路，電壓在短路點降為零。2、電流保護：當一個橋臂的兩個換流單元顯現(xiàn)單相短路時，短路電流會導致電容電壓上升，電容電壓上升到預定值時，觸發(fā)電流保護舉措。基于以上兩種保護，可以對MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路進行有效掌控。二、MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護實在實施過程1、電壓保護在MMC換流器中，電壓保護重要依靠電容器來完成。MMC換流器的每個橋臂包括數(shù)十個單元，這些單元通過一些平行的電容器串聯(lián)在一起。因此，當一個橋臂的兩個單元之間顯現(xiàn)單相短路時，橋臂上的電容器會短路，其中的電荷會被釋放到上下橋臂上。如圖1所示，當?shù)趇和第j單元之間顯現(xiàn)單相短路時，電容器Ck和Ck+1會短路，導致短路電流iSCC流過這個單元。由于單相短路時，IC1+IC2=0，所以iSCC=-IC2=-IA。圖1MMC橋臂的單相橋臂間短路當橋臂發(fā)生單相短路時，保護器會工作，保護器將直接掌控IGBT的門極，使之關(guān)閉（指令脈沖寬度大于2微秒）。此外，客戶還可以選擇通過直接掌控IGBT子級的方法在橋臂上方式一個DC短路故障。2、電流保護MMC換流器橋臂的電流保護是通過短路電容器電壓來實現(xiàn)的。它基于電容器的充電和放電特性，假如短路電壓上升到預定值，則認為發(fā)生短路故障，需要關(guān)閉IGBT管。在電流保護方法中，短路電容器充電速度取決于短路電路電流和電容器電容值之間的乘積。因此，當橋臂發(fā)生短路故障時，保護器會監(jiān)視短路電容器上的電壓，直到電壓上升到設(shè)定的水平，保護器將發(fā)送故障信號，觸發(fā)保護舉措。三、MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護結(jié)果分析MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護方法可以有效地防止損壞橋臂或其它設(shè)備時大量的短路電流通過設(shè)備和電網(wǎng)。因此，把握MMC換流器橋臂的單相橋臂間短路保護技術(shù)是特別緊要的。MMC換流器橋臂短路保護系統(tǒng)除了具有較好的保護性能，還需要有充足的魯棒性，以適應(yīng)各種不同的運行環(huán)境。與傳統(tǒng)的換流器相比，MMC換流器橋臂的短路保護具有更高的牢靠性和優(yōu)異的動態(tài)特性，但