基于半桥子模块(HBSM)级联的模块化多电平变换器(MMC)广泛用于中高压直流输电工程。分析了直流侧短路和直流单极接地故障的暂态特性,并提出了相应保护策略。分析直流侧短路故障,将三相桥臂等效成为1条支路,给出了桥臂电流与系统电气参数的关系;分析系统交流侧接地时的直流单极接地故障特性,描述了交流三相出口电压和直流母线电压;在RT-LAB平台上搭建21电平的MMC模型进行验证,并对上述2种故障分别提出了保护策略。 每个子模块可以独立输出0和UC02个电平，输出电压UC0称子模块投入，输出电压0称子模块切除，Ej（j=a，b，c）为交流侧输出电压。稳态运行时，每相桥臂同一时刻共投入n个子模块。接地故障电流通路-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机接地方式分为交流侧经阻抗接地和直流侧经钳位电阻接地。2MMC直流侧短路故障分析2.1直流侧短路故障特性直流侧短路故障是指直流侧正、负直流母线短接。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com系统保护前每相桥臂同一时刻仍投入n个子模块，被投入和被切除的子模块分别通过T1，T2放电，放电通路如图2所示。三相桥臂子模块电容共同向短路点放电，等效电路如图3所示。图3a中，Ldc和Rdc分别是直流线路等效电感和等效电阻，短路极间电阻Rcon=50mΩ，短路后直流侧电流和桥臂电流分别为ist和iarm，并满足iarm=ist/3，每相桥臂等效电感Lj=2Larm，根据能量守恒计算单相桥臂等效电容Cj：2n×12×C0U2C0=12×CjU2dc（1）其中Udc=nUC0计算可得Cj=2C0/n。图3a中3条单相桥臂并联等效为1条支路，如图3b，ucst和Cst为三相桥臂并联等效电容电压和电容值；Lst为三相桥臂并联等效电感与直流线路等效电感之和；Rst为直流线路等效电阻与极间电阻之和，即ìíCst=Ca+Cb+CcLst=23La+LdcRst=Rdc+Rcon（2）忽略直流电路阻抗，即Rdc=0，Ldc=0，短路极间电阻一般较小，满足Rst<2Lst/Cst，放电电路可视为LCR震荡放电过程，可用下式表征其故障特性和电气传动2018年第48卷第10期交流侧接地阻抗构成放电通路，其电流通路如图9所示，交流侧接地电抗Lg=0.5H，交流侧接地电阻Rg=25Ω，接地故障电阻Rg_dc=0.5Ω，交流侧接地点电流igf。根据图3的串、并联等效方式，系统保护前等效电路如图10所示。图10中，Cgf由3个上桥臂的电容并联等效而来，Lgf由桥臂电感、交流侧电感、接地电感和直流线路等效电感串联而来，Rgf由接地电阻、直流线路电阻和单极接地故障电阻串联而来，即ìíCgf=3C0/nLgf=(Ls+La+Lg)/3+LdcRgf=Rg_dc+Rg+Rdc（5）忽略直流线路阻抗，由于限流作用，接地电阻取值较大，满足Rst>2Lst/Cst，故障时桥臂电流和直流电压一般不为零，系统保护前可看作LCR非震荡放电过程，用下式表征其故障特性和初始状态接地故障电流通路-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com