高压大功率三电平逆变系统故障特性分析与保护原理研究.pdf

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1、第40卷第6期电力系统保护与控制V_01．40No．62012年3月16日PowerSystemProtectionandControlMar．16，2012高压大功率三电平逆变系统故障特性分析与保护原理研究刘健，尹项根，张哲，唐萍，熊卿，王存平(1．强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)，湖北武汉430074；2．武汉工程大学电气信息学院，湖北武汉430073)摘要：高压大功率三电平逆变系统故障形式多样且特殊，传统主设备保护已不能完全满足要求。针对三电平逆变系统的结构特点，将其划分为交流输入、直流和交流输出三个环节，对各环节可能出

2、现的故障及其特性进行了分析，并指出现有保护配置与原理的不足，同时对新的保护原理与实现方法进行了研究。建立了系统的故障仿真模型，并以此为基础进行了仿真分析。所提出的保护配置在6kV／1MW三电平逆变系统中得到了应用，静态模拟以及试验研究均验证了所提出的保护原理与算法的正确性。关键词：高压大功率；三电平逆变系统；保护；仿真分析；试验研究Researchonfaultcharacteristicsandprotectionprincipleofhighvoltageandhighpowerthree-levelNPCinvertersystemLI

3、UJian’。，Y1NXiang．gen，ZHANGZhe，TANGPing，XIONGQing，WANGCun．ping(1．StateKeyLaboratoryofAdvancedElectromagneticEngineeringandTechnology(HuazhongUnive~ityofScience&Technology)，Wuhan430074，China；2．CollegeofElectricalandElectronicEngineering，WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073，

4、China)Abstract：Faulttypesinhighvoltageandhighpowerthree-levelNPCinveaersystemarediverseandspecial，andtraditionalmainequipmentprotectiontechnologycannotsatisfytherequirementcompletely．Thispaperdividestheinvertersystemintothreepartsaccordingtoitsstructurecharacteristic．Theyar

5、eACinput，DClinkandACoutput．Thenthepossiblefaultsandtheirfeaturesareanalyzedineachpart．Theshortcomingsofthecurrentprotectionconfigurationandprinciplearepointedout，andthenewprotectionprincipleandrealizationmethodarestudied．Thefaultsimul~ionmodelofthesystemisbuiltandthesimulat

6、ionanalysisisconductedonthatbasis．Atlast．theproposedprotectionconfigurationisputintopracticeinthe6kV／1MWthree-levelinvertersystem，andthestaticsimulationandexperimentalresultsverifythecorrectnessoftheprotectionprincipleandalgorithm．TheworkissupportedbytheNationalHighTechnolo

7、gyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)(No．2009AA05Z208)andChinaPostdoctoralScienceFoundation(No．20100470055)．Keywords：highvoltagehighpower；three—levelNPCinverter；protection；simulationanalysis；experimentalresearch中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674．3415(2012)06．0022．08来的几

8、百伏提高到几千伏)，容量也不断增大(由原O引言来的几百千瓦，提升到几千千瓦甚至几十兆瓦)。三电平逆变电路直流母线电压由多个开关器件三电平逆变系统目前的研究工作主要集