MMC-HVDC 換流變壓器復雜性涌流產生機理及其影響分析

鄭 濤，何 瑞，潘志遠，楊鑫慧

（新能源電力系統國家重點實驗室（華北電力大學），北京市 102206）

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中國超/特高壓交直流輸電技術快速發展，目前已建成世界上規模最大、電壓等級最高的交直流混聯電網［1］。其中，基于模塊化多電平換流器的高壓直流（MMC-HVDC）輸電由于具有運行方式靈活、模塊化設計及無換相失敗風險等優點［2-5］，在柔性直流輸電工程中得到了廣泛應用。

換流變壓器（簡稱為換流變）作為連接交流側和直流側的重要設備，其閥側與換流器連接的穿墻套管有可能發生絕緣破損而導致閥側接地故障，且一般為永久性故障，故障特性相對復雜［6］。現有文獻對閥側故障的研究主要集中在故障特性分析［7-10］和保護策略［11-12］方面。文獻［7-10］詳細分析了換流變閥側單相接地故障后的故障特征，故障后上橋臂子模塊將產生過電壓，下橋臂將產生嚴重過電流，閥側電流含有很大的直流分量并持續流向換流變，同時網側交流斷路器無法正常開斷。文獻［11］利用MMC 閉鎖前的零序電流構造出一種換流變閥側接地故障的快速識別判據。文獻［12］針對換流變閥側單相接地故障后網側斷路器無法正常開斷的問題，結合張北柔性直流工程中安裝閥側斷路器的工程背景［13］，提出了一種斷路器選相跳閘保護策略：換流變閥側發生單相接地故障后，第1 時限跳開閥側非故障相斷路器，第2 時限跳開網側三相斷路器，最后跳開閥側故障相斷路器。

文獻［14-15］從磁鏈變化的角度對變壓器外部故障切除后產生的恢復性涌流現象進行了詳細的理論推導。……