整流侧和逆变侧的交流系统故障排除

直流系统设计要求针对逆变侧和整流侧交流系统的各种故障，直流系统的输送功率从故障切除瞬间起分别应在120ms和100ms内恢复到故障前的90%，恢复期间不允许有换相失败或直流电流和直流电压的持续振荡。

整流侧交流系统单相故障时，直流侧由于故障相无法正常换相，直流电流出现二次谐波分量，但不会出现换相失败并中断直流功率传输的情况，在交流系统故障消失后，直流系统可以快速恢复功率传输。整流侧交流系统三相故障时，将导致直流侧三相均无法正常换相，功率传输中断，在故障消失后，直流系统应可以快速恢复功率传输。PSCAD/EMTDC直流系统和RTDS直流系统在整流侧交流系统单相金属接地故障500ms和三相金属接地故障100ms时的直流系统响应波形分别如图338所示。

从整流侧交流系统单相故障的直流电流和电压波形来看，PSCAD与RTDS中直流控制系统的调节特性是一致的，交流系统单相故障时在直流系统中产生了100 Hz谐波，触发角均在0～50°的范围内按100Hz的频率波动，交流系统故障消失后，直流恢复正常。从整流侧交流系统三相故障的直流电流和电压波形来看，直流电压、电流和触发角的变化趋势是基本一致的，交流系统三相故障后，直流电流降至0，直流电压也降为0，期间触发角回调至最小值试图恢复功率传输，在交流系统故障消失后，直流电压和电流的变化过程与解锁时类似，依然是直流电压先建立，然后直流电流再建立起来。

逆变侧交流系统故障时，会导致逆变侧出现换相失败，换相失败预测功能投入使用并增大熄弧角，在交流系统故障消失后，直流系统可以快速恢复功率传输。PSCAD/EMTDC直流系统和RTDS直流系统在逆变侧交流系统单相金属接地故障500ms和三相金属接地故障100ms时的直流系统响应波形分别如图339所示。

图338（一）　PSCAD和RTDS仿真系统整流侧交流系统故障

图338（二）　PSCAD和RTDS仿真系统整流侧交流系统故障(https://www.xing528.com)

图339（一）　PSCAD和RTDS仿真系统逆变侧交流系统故障

图339（二）　PSCAD和RTDS仿真系统逆变侧交流系统故障

图340　PSCAD和RTDS仿真系统直流线路中点接地故障50ms

从逆变侧交流系统单相故障的直流电流和电压波形来看，PSCAD与RTDS中直流控制系统的调节特性基本一致，交流系统单相故障时直流系统均发生换相失败，控制系统增加了熄弧角，熄弧角在30°～100°之间波动，交流故障消失后，直流迅速恢复功率传输。交流系统三相故障时，直流发生换相失败，直流电压和电流均降为0，控制系统均发出增大熄弧角的指令，熄弧角增大至100°左右。在交流系统故障消失后约0.1s，直流系统开始恢复，这与站间通信、整流侧和逆变侧的调节器配合有关，PSCAD与RTDS直流系统的恢复过程是基本一致的。