VSC-HVDC系统故障分类方法探讨

VSC-HVDC系统是一个交直流混合、电力与电子结合的复杂系统，故障种类繁多，按照故障的发生位置、故障持续时间等可有不同的分类。

（1）故障位置分类法

按照故障发生的位置，可分为VSC外部交流侧故障、VSC内部故障、VSC外部直流侧故障三种。VSC交流侧故障包括交流侧相间短路、接地、断线和交流电压扰动；VSC内部故障包括阀体或器件损坏、门极驱动故障、控制器故障等；VSC直流侧故障包括极间短路、接地、直流电容器故障等。

VSC交流侧故障可采取VSC驱动脉冲封锁和交流侧断路器跳闸的方式加以保护；VSC内部故障可以采取VSC驱动脉冲封锁的方式加以保护；VSC直流侧故障则必须采取交流侧断路器跳闸或隔离直流侧的方式，由于VSC所用器件中反并联二极管的存在，封锁驱动脉冲仍不足以消除故障的影响。

（2）故障持续时间分类法

按照故障发生后所持续的时间，可分为临时性故障和永久性故障两种。VSC外部交流侧故障多为临时性故障；VSC内部故障多为永久性故障；对于VSC外部直流侧故障，当电缆输电时多为永久性故障，而架空线输电时多为临时性故障。(www.xing528.com)

对于外部临时性故障，可以先临时封锁阀驱动脉冲以防止VSC过电流，经过数个毫秒之后，可尝试恢复性自启动，如果多次自启动失败，则视为永久性故障，不再自启动，并断开交流侧断路器。

（3）故障特征分类法

按照故障发生后的电压电流特征，可将VSC-HVDC系统的常见故障类型分为6种：F1—交流侧单相断线；F2—IGBT器件失效开路；F3—IGBT器件失效短路；F4—交流侧单相接地；F5—交流侧相间短路；F6—直流单极接地。图4-51给出了六种故障的原理性示意图。

图4-51 VSC-HVDC系统常见故障