CN114744595B - 一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置，属于电力系统继电保护技术领域，解决了现有技术中交直流混联系统中换相失败导致的交流线路保护不正确动作的问题。方法包括以下步骤：当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；根据所述复合模功率差与保护动作判据，确定是否发生交流线路的区内故障；若是，则启动交流线路的纵联保护。本发明解决了换相失败可能导致的交流线路保护不正确动作的问题。

Description

一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置。

背景技术

随着电力系统的发展，高压直流输电在实际工程中的应用越来越广泛，电力电子设备的应用也使得电网运行更加复杂。在交直流混联系统中，极易发生换相失败，导致传统交流线路保护拒动、误动，因此，考虑换相失败发生的情况下，快速准确地隔离交流线路故障，对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。

目前，交流线路纵联保护根据测量元件基于的物理量，主要分为两类：基于暂态量的纵联保护和基于稳态量的纵联保护。暂态量纵联保护主要利用故障初始行波的极性、幅值及线路两端行波电流差等信息构成保护判据，具有超高速的动作特性，但由于逆变站交流母线处安装的无功补偿设备和交流滤波设备，近逆变侧的保护单元处无法检测到电压行波信号，导致需要利用电压行波信号的传统行波保护原理如幅值比较式、极性比较式方向纵联行波保护等难以继续适用于近逆变站交流输电线路。稳态量纵联保护采用稳态工频量、故障突变量构造判据。目前实际应用的纵联主保护大部分为传统基于稳态量的纵联主保护，但其应用于交直流混联系统时，一方面换流站电力电子器件的非线性及直流系统控制的快速响应将导致直流系统馈入交流系统的等值工频电流特性发生改变；另一方面，换相失败引起的谐波和非周期分量也会影响傅氏算法的准确性，使得提取的工频电气量出现波动，因此，保护可能会出现拒动、误动的情况。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置，用以解决现有交直流混联系统中换相失败导致的交流线路保护不正确动作的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种交直流混联系统交流线路的保护方法，包括以下步骤：

当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；

根据所述复合模功率差与保护动作判据，确定是否发生交流线路的区内故障；若是，则启动交流线路的纵联保护。

进一步地，所述基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差，具体为：

根据采集交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；

根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；

根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；

基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差。

进一步地，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

进一步地，将交流线路中与逆变侧换流器相连的一端母线处作为M端，交流线路的另一端母线处作为N端；所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差表示为：

式中，E_m、E_n分别为交流线路M、N端背侧系统的复合模功率差；N₁表示总采样点数；P_m0(q)、P_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_m0(q)、P′_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模实际功率；P_n0(q)、P_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_n0(q)、P′_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率。

进一步地，所述交流线路M端的背侧系统的0模、2模参考功率P_m0、P_m2表示为：

/>

式中，i_m0、i_m2分别为M端电流的0模分量、2模分量；u_m0、u_m2分别为M端电压的0模分量、2模分量；i_C0、i_C2分别为流经交流滤波器与无功补偿装置电流的0模、2模分量；i_d为直流输电线的直流电流；k_D为D桥Y/△换流变压器的变比，k_Y为Y桥Y/△换流变压器的变比；L_Dr为D桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感，L_Yr为Y桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感；U_m为M端换流母线的电压幅值；S_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模导通状态系数矩阵；X_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模电流导通系数，其中，i,j∈{1,2,3,4,5}。

进一步地，所述交流线路N端的背侧系统的0模、2模参考功率P_n0、P_n2表示为：

式中，i_n0、i_n2分别为N端电流的0模分量、2模分量；u_n0、u_n2分别为N端电压的0模分量、2模分量；u_s2为N端背侧系统的等效电压源电压的2模分量；R_s、L_s分别为N端背侧系统的等效电阻和等效电感。

进一步地，所述保护动作判据具体为：

若E_m＜E_set且E_n＜E_set，则判断发生交流线路的区内故障，启动交流线路的纵联保护；其中，E_set为动作门槛值。

另一方面，本发明实施例提供了一种交直流混联系统交流线路的保护装置，包括：

数据采集模块，用于当监测到交直流混联系统发生故障，则采集的逆变侧交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

复合模功率差计算模块，用于基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；

区内故障判断模块，用于根据所述复合模功率差与保护动作判据，确定是否发生交流线路的区内故障；

交流线路纵联保护模块，用于当发生交流线路区内故障时，启动交流线路的纵联保护。

进一步地，所述基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差，具体为：

根据采集交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；

根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；

根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；

基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差。

进一步地，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

本发明提供的一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置，

首先，通过采集的交直流混联系统逆变侧的数据得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率和实际功率，能够简单、快捷的得到复合模功率差，在基于构造的保护动作判据，快速识别逆变侧交流线路区内外故障，从根本上消除了换相失败对于保护性能的影响，有效解决换相失败可能导致的逆变侧交流系统保护不正确动作的问题，克服了交直流混联系统中换相失败导致的逆变侧交流线路保护拒动、误动；

其次，本发明还具有较强的耐过渡电阻能力，灵敏度高，能够可靠地识别区内、外故障，不受故障类型的影响，具有较高的实用性，并且够有效提高了系统继电保护的故障反应能力，提高交直流混联系统的安全性与可靠性；

最后，本发明仅需要线路两端传递故障方向的判别结果，不用实时传递电气量信息，不需要两端数据严格同步，对通信带宽要求较低，适用性较强。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为是本发明实施例1提供的交直流混联系统交流线路保护方法的流程图；

图2是交直流混联系统结构示意图；

图3是逆变侧12脉波换流器的原理接线图；

图4是交直流混联系统逆变侧交流线路N端背侧系统网络示意图；

图5是本发明实施例2提供的交直流混联系统交流线路保护装置的结构示意图；

图6(a)、6(b)是本发明实施例3中交流线路区内经不同过渡电阻A相单相接地故障时的E_m、E_n；

图6(c)、6(d)是本发明实施例3中交流线路区内经不同过渡电阻AB两相接地故障时的E_m、E_n；

图6(e)、6(f)是本发明实施例3中交流线路区内经不同过渡电阻BC两相接地故障时的E_m、E_n；

图7(a)、7(b)是本发明实施例3中交流线路不同位置发生三相经过渡电阻接地故障时的E_m、E_n；

图8(a)、8(b)是本发明实施例3中交流线路M端背侧系统B相经不同过渡电阻接地故障时的E_m、E_n；

图9(a)、9(b)是本发明实施例3提供的N侧背侧系统B相经不同过渡电阻接地故障时的E_m、E_n；

图10(a)、10(b)是本发明实施例3中交流线路中点处C相单相经0Ω、300Ω过渡电阻接地时Y桥换流器阀电流；

图11(a)、11(b)是本发明实施例3中交流线路f₁处C相单相经0Ω、300Ω过渡电阻接地时Y桥换流器阀电流。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例1，公开了一种交直流混联系统交流线路的保护方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

具体地，基于微分电流互感器监测得到故障发生时，换流器各换流阀导通和关断状态信号。

S2、基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；

S3、根据所述复合模功率差与保护动作判据，确定是否发生交流线路的区内故障；若是，则启动交流线路的纵联保护。

实施时，步骤S2中，所述基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差，具体为：

S21、根据采集交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；

S22、根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；

S23、根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；

S24、基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差。

具体实施时，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

实施时，步骤S2中，将交流线路中与逆变侧换流器相连的一端母线处作为M端，交流线路的另一端母线处作为N端；所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差表示为：

式中，E_m、E_n分别为交流线路M、N端背侧系统的复合模功率差；N₁表示总采样点数；P_m0(q)、P_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_m0(q)、P′_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模实际功率；P_n0(q)、P_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_n0(q)、P′_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率。

具体实施时，所述交流线路M端的背侧系统的0模、2模参考功率P_m0、P_m2表示为：

式中，i_m0、i_m2分别为M端电流的0模分量、2模分量；u_m0、u_m2分别为M端电压的0模分量、2模分量；i_C0、i_C2分别为流经交流滤波器与无功补偿装置电流的0模、2模分量；i_d为直流输电线的直流电流；k_D为D桥Y/△换流变压器的变比，k_Y为Y桥Y/△换流变压器的变比；L_Dr为D桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感，L_Yr为Y桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感；U_m为M端换流母线的电压幅值；S_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模导通状态系数矩阵；X_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模电流导通系数，其中，i,j∈{1,2,3,4,5}。

具体实施时，所述交流线路N端的背侧系统的0模、2模参考功率P_n0、P_n2表示为：

式中，i_n0、i_n2分别为N端电流的0模分量、2模分量；u_n0、u_n2分别为N端电压的0模分量、2模分量；u_s2为N端背侧系统的等效电压源电压的2模分量；R_s、L_s分别为N端背侧系统的等效电阻和等效电感。

实施时，步骤S3中，所述保护动作判据具体为：

若E_m＜E_set且E_n＜E_set，则判断发生交流线路的区内故障，启动交流线路的纵联保护；其中，E_set为动作门槛值。

优选地，动作门槛值E_set设置为50。

优选地，启动交流线路故障的线路保护可以为断路器跳闸。

需要说明的是，本实施例中的交直流混联系统交流线路保护方法是基于下述推导得到的：

第一，根据故障发生后换流器的导通状态，确定故障发生后直流系统馈入交流系统的电流。

首先，对逆变侧换流器可能存在的导通工况做如下说明：

交直流混联系统的结构示意图如图2所示，本实施例针对逆变侧换流器的运行工况进行详细说明。逆变侧换流器采用12脉波换流器，如图3所示，其用于将直流输电线路输出的直流电逆变为交流电后传输至受端交流系统；其由D桥换流器和Y桥换流器组成；其中，D桥换流器包括换流阀VTD1-VTD6；其中，由VTD1和VTD4、VTD3和VTD6以及VTD5和VTD2形成三相的串联支路，VTD1、VTD3及VTD5的阴极相连，VTD4、VTD6及VTD2的阳极相连；Y桥换流器包括换流阀VTY1-VTY6；其中，由VTY1和VTY4、VTY3和VTY6以及VTY5和VTY2形成三相的串联支路，VTY1、VTY3及VTY5的阴极相连，VTY4、VTY6及VTY2的阳极相连。

本实施例中，对D桥换流器和Y桥换流器中换流阀的导通工况做如下说明，并以D桥换流器为例列写各导通工况下换流阀的具体导通状态，包括：

(1)无换流阀导通；

(2)1个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1；VTD2；VTD3；VTD4；VTD5；VTD6；

(3)2个换流阀导通；具体地，包括：

1)不同相支路的2个换流阀导通、且2个换流阀非共阳极或共阴极；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1和VTD2；VTD2和VTD3；VTD3和VTD4；VTD4和VTD5；VTD5和VTD6；VTD6和VTD1；

2)同相的2个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1和VTD4；VTD2和VTD5；VTD3和VTD6；

3)共阳极或共阴极的2个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1和VTD3；VTD1和VTD5；VTD3和VTD5；VTD2和VTD4；VTD2和VTD6；VTD4和VTD6；

(3)3个换流阀导通；具体地，包括：

1)每相支路各有1个换流阀导通，且导通的3个换流阀非共阳极或共阴极；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1、VTD2和VTD3；VTD2、VTD3和VTD4；VTD3、VTD4和VTD5；VTD4、VTD5和VTD6；VTD5、VTD6和VTD1；VTD6、VTD1和VTD2；

2)共阳极或共阴极的3个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1、VTD3和VTD5；VTD2、VTD4和VTD6；

3)2相支路中的3个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1、VTD4和VTD2；VTD1、VTD4和VTD3；VTD1、VTD4和VTD5；VTD1、VTD4和VTD6；VTD2、VTD5和VTD3；VTD2、VTD5和VTD4；VTD2、VTD5和VTD6；VTD2、VTD5和VTD1；VTD3、VTD6和VTD1；VTD3、VTD6和VTD2；VTD3、VTD6和VTD4；VTD3、VTD6和VTD5；

(4)4个换流阀导通；具体地，包括：

1)2相支路中的4个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1、VTD2、VTD4和VTD5；VTD1、VTD3、VTD4和VTD6；VTD2、VTD3、VTD5和VTD6；

2)3相支路中的4个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1、VTD3、VTD5和VTD2；VTD1、VTD3、VTD5和VTD4；VTD1、VTD3、VTD5和VTD6；VTD2、VTD4、VTD6和VTD1；VTD2、VTD4、VTD6和VTD3；VTD2、VTD4、VTD6和VTD5；

(5)5个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：VTD1、VTD2、VTD3、VTD4和VTD5；VTD1、VTD2、VTD3、VTD4和VTD6；VTD1、VTD2、VTD3、VTD5和VTD6；VTD1、VTD2、VTD4、VTD5和VTD6；VTD1、VTD3、VTD4、VTD5和VTD6；VTD2、VTD3、VTD4、VTD5和VTD6；

(6)6个换流阀导通；

此时，D桥换流器中的换流阀包括以下导通状态：

VTD1、VTD2、VTD3、VTD4、VTD5和VTD6。

在以上导通状态中，未说明的其他换流阀均处于关断状态。

上述导通状态可划分为逆变侧12脉波换流器的D桥/Y桥换流器的5种运行工况：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

应该注意的是，将D桥、Y桥换流器的运行工况任意组合，即可得到12脉波换流器的所有运行工况。

然后，根据换流器的运行工况，确定故障发生后直流系统馈入交流系统的电流，具体如下：

当D桥换流器运行于工况i，Y桥换流器运行于工况j时，逆变侧12脉波换流器运行工况表示为工况i.j(i,j∈{1,2,3,4,5}。本实例以工况1.1为例，即D桥、Y桥换流器均运行于工况1时，以VTD1、VTD2、VTY1、VTY2导通为例，根据图3可得其各相绕组的电压、电流关系为：

i_d+i_CD＝i_BD (6)

i_BD＝i_AD (7)

/>

i_d＝i_AY＝-i_CY (10)

i_BY＝0 (11)

L_Dr＝L_Yr (12)

式中，u_ma、u_mb、u_mc为换流母线三相电压，u_dD为D桥换流器两端直流电压；i_AD、i_BD、i_CD分别为Y/△变压器各相绕组电流；i_AY、i_BY、i_CY分别为Y/Y变压器各相绕组电流；i_d为直流输电线的直流电流；k_D为Y/△换流变压器的变比；L_Dr为Y/△换流变压器折算至阀侧的电感，L_Yr为Y/Y换流变压器折算至阀侧的电感。

联立式(6)-(12)，可得该工况下Y/△与Y/Y变压器各相绕组电流表达式为：

因此，换流器运行于工况1.1时直流系统馈入交流系统的电流为：

I_m＝(k_DA_D1+k_YA_Y1)∫U_mdt+(k_DB_D1+k_YB_Y1)i_d+I_C (14)

其中，

式中，I_m表示直流系统馈入交流系统的电流，i_ma、i_mb、i_mc分别为直流系统馈入交流系统的各相电流，将交流线路中与换流器相连的一端母线处作为M端，交流线路的另一端母线处作为N端，U_m表示M端的电压，u_ma、u_mb、u_mc为M端的各相电压；I_C为流经交流滤波器与无功补偿装置的电流，当交流滤波器及无功补偿装置参数一定时，流经其的电流为关于换流母线电压U_m的函数；A_D1、A_Y1、B_D1、B_Y1为在工况1.1下换流器的桥臂导通系数。

按照上述推导过程，同理可以得到当换流器处于其他工况时的馈入电流表达式，其与式(14)具有相同形式，因此，直流系统馈入交流系统电流通式为：

I_m＝(k_DA_Di+k_YA_Yj)∫U_mdt+(k_DB_Di+k_YB_Yj)i_d+I_C (15)

式中，i、j分别为D桥、Y桥换流器运行工况，A_Di、A_Yj、B_Di、B_Yj为在当前工况下的换流器的桥臂导通系数，其组成与桥臂导通状态有关。

第二，基于故障后直流系统馈入交流系统的电流和交流线路两端电压电流，获取交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率。

本实施例中基于模电气量构建电路模型，因此，需要对交直流混联系统中的三相电气量进行相模变换，运算公式如下：

式中，F_a，F_b，F_c分别表示三相电气量，F₁，F₂，F₀分别表示相模变换后的1模、2模和0模电气量。

(1)对于交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率

将式(15)代入式(16)可将流经母线M的三相电流量转换为1、2、0模分量：

式中，i_{m1_m}、i_{m2_m}、i_{m0_m}分别为流经母线M的1模、2模、0模电流分量计算值，u_m1、u_m2、u_m0分别为流经母线M的1模、2模、0模电压分量，i_C1、i_C2、i_C0分别为流经交流滤波器与无功补偿装置的1模、2模、0模电流分量，X_ij1、X_ij2分别代表D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时对应的1模、2模电流导通系数；S_ij1、S_ij2分别代表D桥在运行工况i和Y桥在运行工况j时各换流阀对应的1、2模导通状态系数矩阵。

由式(17)-(19)可得流经母线M的三相电压量1模、2模、0模电压计算值表达式：

式中，u_{m1_m}、u_{m2_m}、u_{m0_m}为流经母线M的1模、2模、0模电压分量计算值，i_m1、i_m2、i_m0为流经母线M的1模、2模、0模电流分量。

应当注意的是，未说明是计算值的数据在进行计算时均为经采集得到的数据。

根据式(17)和(20)求解交流线路M端背侧系统的1模参考功率，可得：

同理，可以计算M端背侧系统馈入的2模和0模参考功率表达式分别为：

(2)对于交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率

本实施例中以逆变侧交流线路为例，对于交流线路N端背侧系统，其结构示意图如图4所示，R_s、L_s分别为N端背侧交流系统S₁的等效电阻和等效电感；I_n为流经交流线路N-S的三相电流；U_n为N端母线三相电压，U_s为N端背侧交流系统S₁的等效电压源电压。

由图4可得交流线路N侧电压等效值为：

根据式(27)可得交流线路N侧电流等效值为：

按照交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率的推导过程，将式(26)和(27)代入式(16)进行相模变换后，可得N端背侧系统馈入交流线路的1、2、0模参考功率分别为：

式中，i_n0、i_n2分别为N端电流的0模分量、2模分量；u_n0、u_n2分别为N端电压的0模分量、2模分量；u_s2为N端背侧系统的等效电压源电压的2模分量；R_s、L_s分别为N端背侧系统的等效电阻和等效电感。

第三、基于交流线路两端背侧系统0模、2模参考功率和实际功率构造的复合模功率差，构建保护动作判据，以识别交流线路故障是否为区内故障。具体推导过程如下：

首先，确定M端背侧系统发生故障时，交流线路M侧背侧系统故障后的0模、2模参考功率和实际功率构造的复合模功率差的特征。推导过程如下：

当M端背侧系统发生三相故障或两相相间故障时，此时系统中不存在0模分量，因此，0模功率差恒为零，即：

P_m0-P_m'₀≡0 (31)

式中，P_m0为根据式(25)得到的0模参考功率，P_m'₀为0模实际功率。

对于2模实际功率，M端背侧系统等效电路拓扑改变，流过母线M的电流实际计算值i'_m2为：

式中，i_f2为流经故障支路的2模电流。

根据式(32)，可得M端背侧系统2模实际功率表达式：

将式(24)与式(33)做差，则M端背侧系统2模功率差表达式为：

由式(34)可知，根据式(24)计算的2模功率偏离实际值，二者存在很大差异。

因此，将0模和2模功率差的绝对值定义为复合模功率差S_m：

S_m＝|P_m2-P′_m2|+|P_m0-P′_m0| (35)

将式(31)和(35)中计算得到的0模和2模功率差代入式(35)可得：

S_m＞0 (36)

应当注意的是，上述的2模实际功率表达式(33)是为进行理论上推导，在实际应用中，在使用0模和2模实际功率进行判断时，直接根据采集的M端电压及电流的0模、2模计算得到即可。

当M端背侧系统发生单相接地故障时，以A相接地故障为例，B、C相电流仍然为直流系统馈入交流系统的B、C两相电流，A相电流不仅包括直流系统馈入的电流，还包含故障支路注入电流，因此根据式(15)通式可得，母线M处三相电流计算值分别为：

式中，i'_ma、i'_mb、i'_mc分别为母线M处的三相电流计算值；i_Ca、i_Cb、i_Cc分别为流经交流滤波器与无功补偿装置的三相电流；A_Di(1,:)、A_Di(2,:)、A_Di(3,:)分别指系数矩阵A_Di第1、2、3行的全部元素，A_Yj(1,:)、A_Yj(2,:)、A_Yj(3,:)分别指系数矩阵A_Yj第1、2、3行全部元素，B_Di(1,1)、B_Di(2,1)、B_Di(3,1)分别指系数矩阵B_Di第1、2、3行第1个元素，B_Yj(1,1)、B_Yj(2,1)、B_Yj(3,1)分别指系数矩阵B_Yj第1、2、3行第1个元素；i_f为流经故障支路的电流。

将式(37)代入式(16)中，可推导出A相接地故障后母线M处2模电流实测计算值表达式：

由式(38)可知，当发生A相接地故障时，由于2模电流中不包含A相故障电流信息，无法反映A相故障特征，故2模电流实测值与计算值一致，因此2模功率差为零。而0模参考功率偏离实际功率：

应当注意的是，上述的0模功率计算值偏离实际值的表达式(39)是为进行理论上推导，即在发生单相接地故障时实际功率会与计算参考功率有偏差，在实际应用中，在使用0模和2模实际功率进行判断时，直接根据采集的M端电压及电流的0模、2模计算得到即可。

当发生其他类型故障时，0模和2模网络拓扑均发生改变，式(24)和(25)均不再成立，0模、2模参考功率偏离实际值。

因此，以上两种故障情况下，复合模功率差：

S_m＞0 (40)

由上述分析可知，交流线路M端背侧系统故障时，该侧系统等效模型改变，使得复合模功率发生异变，M端复合模功率差大于零。

其次，确定N端背侧系统发生故障时，交流线路N侧背侧系统故障后的0模、2模参考功率和实际功率构造的复合模功率的特征。具体推导过程如下：

当N端背侧系统发生故障时，类似于M端的分析过程，N端背侧网络拓扑改变使得式(29)、式(30)不再成立，0模、2模参考功率偏离实际功率，得到：

S_n＝|P_n2-P′_n2|+|P_n0-P′_n0|＞0 (41)

式中，P′_n0、P′_n2分别为交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率。

最后，确定交流线路M-N发生区内故障时，交流线路M端、N端背侧系统的0模、2模参考功率和实际功率构造的复合模功率差的特征。具体推导过程如下：

当交流线路M-N发生区内故障时，M端、N端背侧系统模型如图4所示，线路两端背侧系统中不存在故障点，因此，式(24)和(25)、式(29)和(30)均成立，即M端和N端背侧系统0模、2模参考功率与实际功率一致：

将式(42)和(43)分别代入式(35)和(41)得，

根据以上的分析可知，当交流线路区内发生故障时，复合模功率差为零。当交流线路区外发生故障时，复合模功率差不为零。

由此，根据区内外故障时复合模功率差特征的差异，构建交流线路的保护判据。具体为：

交流线路两端背侧系统的复合模功率差：

式中，E_m、E_n分别为交流线路M、N端的复合模功率差；N₁表示总采样点数；P_m0(q)、P_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_m0(q)、P′_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模实际功率；P_n0(q)、P_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_n0(q)、P′_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率。

若E_m<E_set且E_n<E_set，识别为区内故障，保护动作，即启动交流线路的纵联保护；

否则，识别为区外故障，保护不动作。

其中，E_set为动作门槛值，优选地，本实施例中在考虑测量误差、干扰等因素的情况下，将门槛值E_set取为50。

应该注意的是，M端和N端背侧系统的0模、2模实际功率在计算时，通过采集的M端和N端的电压及电流的0模分量、2模分量计算得到。

与现有技术相比，本实施例提供的一种交直流混联系统交流线路的保护方法，通过采集的交直流混联系统逆变侧的数据得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率和实际功率，能够简单、快捷的得到复合模功率差，在基于构造的保护动作判据，快速识别逆变侧交流线路区内外故障，从根本上消除了换相失败对于保护性能的影响，有效解决换相失败可能导致的逆变侧交流线路保护不正确动作的问题，克服了交直流混联系统中换相失败导致交流线路保护拒动、误动；本实施例提供的方法还具有较强的耐过渡电阻能力，灵敏度高，能够可靠地识别区内、外故障，不受故障类型的影响，具有较高的实用性，并且够有效提高了系统继电保护的故障反应能力，提高交直流混联系统的安全性与可靠性；此外，本实施例提供的方法仅需要线路两端传递故障方向的判别结果，不用实时传递电气量信息，不需要两端数据严格同步，对通信带宽要求较低，适用性较强。

实施例2

本发明的一个具体实施例2，提供了一种交直流混联系统交流线路的保护装置，结构示意图如图5所示，包括：

数据采集模块，用于当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

复合模功率差计算模块，用于基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；

区内故障判断模块，用于根据所述复合模功率差与保护动作判据，确定是否发生交流线路的区内故障；

交流线路纵联保护模块，用于当发生交流线路区内故障时，启动交流线路的纵联保护。

实施时，所述基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差，具体为：

根据采集交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；

根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；

根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；

基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差。

实施时，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

本发明实施例的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本实施例在此不再赘述。

由于本实施例与上述方法实施例原理相同，所以本装置也具有上述方法实施例相应的技术效果。

实施例3

为验证本发明实施例1和2的正确性，本实施例在RT-LAB平台上，对上述实施例中的方案进行试验验证。表1给出了交直流混联系统主要参数。

表1交直流混联系统主要参数

本实施例设置场景1：交流线路M-N中故障点处分别发生A相接地故障、AB两相接地故障和BC两相相间故障，过渡电阻的变化范围为0～300Ω。以上三种故障情况下的E_m和E_n如图6所示。

由图6(a)、图6(b)、图6(c)、图6(d)、图6(e)及图6(f)可知，不同故障类型下，E_m、E_n均小于门槛值。随着过渡电阻的增大E_m先减小后增大，E_n在单相故障和两相接地故障时逐渐增大，在两相相间故障中先减小后基本不变。

从图6(a)、图6(b)可以看出，在发生A相单相故障时，当过渡电阻为50Ω，E_m在t＝17.5ms有最大值21.19，当过渡电阻为200Ω时，E_n在t＝12.5ms有最大值21.68，仍小于门槛值50。

从图6(c)、图6(d)可以看出，在发生AB两相接地故障时，当过渡电阻为300Ω时，E_m在t＝19.9ms有最大值19.08，当过渡电阻为300Ω，E_n在t＝18.8ms有最大值21.95，仍小于门槛值50。

从由图6(e)、图6(f)可以看出，在发生BC两相相间故障时，当过渡电阻为50Ω，E_m在t＝19.4ms有最大值31.12，当过渡电阻为0Ω，t＝0ms时，E_n有最大值20.31，仍小于门槛值50。

上述三种故障情况下，随着过渡电阻变化E_m、E_n均恒小于门槛值，因此可判定交流线路M-N区内发生故障，保护动作。由以上分析可知，本发明提供的交流线路保护方法在交流线路区内发生经不同过渡电阻故障时，均能准确识别，且不受故障类型的影响。

本实施例设置场景2：交流线路区内不同位置处发生过渡电阻为300Ω的三相故障，E_m和E_n如图7所示。

从图7(a)、图7(b)可以看出，随着故障点的改变，同一时间断面下E_m和E_n波动很小。E_m在t＝15.8ms时有最大值17.99，此时故障点位于距离母线M端75％处，当交流线路M-N末端发生三相故障时，E_n在t＝0ms时有最大值21.82，以上故障情况下E_m和E_n的最大值均小于门槛值50。

由以上分析可知，本发明实施例中提出的保护动作判据不受故障位置的影响，当线路末端发生故障时，仍具有较高的灵敏度。

本实施例设置场景3：交流线路区外M端背侧f₁处和N端背侧f₂处分别发生B相接地故障，过渡电阻的变化范围为0～300Ω。以上两种故障情况下的E_m和E_n分别如图8、图9所示。

从图8(a)、图8(b)可以看出，在M端背侧交流系统发生B相接地故障时，当过渡电阻为0Ω时，E_m在t＝15.3ms有最小值247.48，仍远大于门槛值，当过渡电阻为100Ω时，E_n在t＝18.85ms有最大值27.56，小于门槛值。因此，随着过渡电阻变化，E_m均大于门槛值，E_n均小于门槛值，说明交流线路M-N区内未发生故障，保护不动作。

从图9(a)、图9(b)可以看出，在N端背侧系统发生B相接地故障时，当过渡电阻为250Ω时，E_m在t＝8.35ms有最大值31.36，小于门槛值，当过渡电阻为300Ω时，E_n在t＝0.2ms有最小值325.33，远大于门槛值。因此，随着过渡电阻变化，E_n恒大于门槛值，说明交流线路M-N区内未发生故障，保护不动作。

本实施例设置场景4：交流线路M-N中点处和f₁处分别发生C相单相接地故障，如图2所示，该故障情况下的Y桥换流器阀电流分别如图10、图11所示。

从图10(a)可以看出，在交流线路中点经0Ω过渡电阻接地时，在t＝4.3ms，Y桥换流器开始由VTY4向VTY6换相，在t＝6.4ms时，本应减小至零的VTY4阀电流达到最小值0.1441kA，此后逐步增大，发生倒换相，Y桥换流器发生换相失败。同理，从图11(a)可以看出，f₁处发生区外故障时，Y桥换流器在t＝0ms时，处于VTY2向VTY4换相过程，发生倒换相，此后本应关断的VTY2持续导通。t＝1.65ms时，VTY4关断，Y桥换流器发生换相失败。

当M-N中点和f₁处分别发生C相经300Ω过渡电阻接地故障，故障持续过程中，各换流阀正常换相，其换相过程如图10(b)、图11(b)所示。

上述故障情况中，交流线路中点发生故障时E_m、E_n最大值与f₁处发生故障时E_m、E_n最小值如表2所示。

表2交流线路中点发生故障时的E_m、E_n最大值与f₁处发生故障时的E_m、E_n最小值

根据表2可知，当交流线路M-N中点处故障时，换流器正常换相与换相失败时，E_m、E_n均小于门槛值，识别为区内故障。当f₁处经不同过渡电阻接地时，逆变器正常换相与换相失败时，E_m均大于门槛值，判定为区外故障，保护不动作。因此，本方法在逆变器不同换相情况下均能正确识别区内外故障，不受换相失败影响。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；包括：根据采集的交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；其中，所述复合模功率差表示为

式中，E_m、E_n分别为交流线路M、N端背侧系统的复合模功率差，其中交流线路中与逆变侧换流器相连的一端母线处为M端，交流线路的另一端母线处为N端；N₁表示总采样点数；P_m0(q)、P_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_m0(q)、P_m′₂(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模实际功率；P_n0(q)、P_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_n0(q)、P′_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率；

若E_m＜E_set且E_n＜E_set，则判断发生交流线路的区内故障，启动交流线路的纵联保护；其中，E_set为动作门槛值。

2.根据权利要求1所述的交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

3.根据权利要求2所述的交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，所述交流线路M端的背侧系统的0模、2模参考功率P_m0、P_m2表示为：

式中，i_m0、i_m2分别为M端电流的0模分量、2模分量；u_m0、u_m2分别为M端电压的0模分量、2模分量；i_C0、i_C2分别为流经交流滤波器与无功补偿装置电流的0模、2模分量；i_d为直流输电线的直流电流；k_D为D桥Y/△换流变压器的变比，k_Y为Y桥Y/△换流变压器的变比；L_Dr为D桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感，L_Yr为Y桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感；U_m为M端换流母线的电压幅值；S_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模导通状态系数矩阵；X_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模电流导通系数，其中，i,j∈{1,2,3,4,5}。

4.根据权利要求3所述的交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，所述交流线路N端的背侧系统的0模、2模参考功率P_n0、P_n2表示为：

式中，i_n0、i_n2分别为N端电流的0模分量、2模分量；u_n0、u_n2分别为N端电压的0模分量、2模分量；u_s2为N端背侧系统的等效电压源电压的2模分量；R_s、L_s分别为N端背侧系统的等效电阻和等效电感。

5.一种交直流混联系统交流线路的保护装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

复合模功率差计算模块，用于基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差，包括：根据采集的交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；其中，所述复合模功率差表示为

式中，E_m、E_n分别为交流线路M、N端背侧系统的复合模功率差，其中交流线路中与逆变侧换流器相连的一端母线处为M端，交流线路的另一端母线处为N端；N₁表示总采样点数；P_m0(q)、P_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_m0(q)、P_m′₂(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模实际功率；P_n0(q)、P_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_n0(q)、P_n′₂(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率；

区内故障判断模块，用于确定是否发生交流线路的区内故障，包括：若E_m＜E_set且E_n＜E_set，则判断发生交流线路的区内故障，其中，E_set为动作门槛值；

交流线路纵联保护模块，用于当发生交流线路区内故障时，启动交流线路的纵联保护。

6.根据权利要求5所述的交直流混联系统交流线路的保护装置，其特征在于，所述基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差，具体为：

根据采集交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；

根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；

根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；

基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差。

7.根据权利要求6所述的交直流混联系统交流线路的保护装置，其特征在于，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

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