154电力讯息
湖南株洲412007；（1.湖南工业大学电气与信息工程学院，上海200123；2.华能新能源股份有限公司上海分公司，江苏南通226001；江苏扬州225200）3.国网南通供电公司，4.江苏华江建设集团有限公司，
MMC子模块电容电压平衡控制及环流抑制策略张瀚超1，王
敬2，夏
杨3，黄嘉凯42018年8月（ModularMultilevelConverters，【摘要】模块化多电平变换器的环流是指在公共直流母线正负极之间或者不同相桥臂之间循环流动的MMC）
选取PIR控制电流，会造成MMC整相桥臂输出电压之和不等于直流侧电压，从而在环流中引起大量谐波。为了消除谐波且实现无误差控制，
将三相环流变换至dq坐标系下，经过PIR调解器进行控制，再进行器对环流交流量进行控制，再与该坐标系下各轴环流分量参考值进行比较，
输出MMC阀侧k相电压参考值，从而抑制环流。反变换，回到三相静止坐标系，
【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】（2018）TM761.12A1006-422208-0154-02
引言模块化多电平变换器渊ModularMultilevelConverters袁MMC冤的环流是指在公共直流母线正负极之间或者不同相桥臂之间循环流动的电流袁当桥臂电流流经子模块时袁子模块电容电压会出现脉动遥该脉动现象袁会造成MMC整相桥臂输出电压之和不等于直流侧电压袁从而在环流中引起大量谐波袁这些谐波会带来电流容量增加尧开关损耗增加等问题袁严重影响MMC的使用寿命袁所以必须对其进行抑制遥
三相MMC系统典型的拓扑结构如图1所示袁共有三个桥臂袁每个桥臂又可以分为上尧下两个半桥袁而每个半桥都是由子模块和桥臂电感串联构成遥系统中各桥臂所需的子模块个数袁是由系统的额定功率尧所需的电压等级袁以及开关器件耐压等级尧通流能力决定遥
图2三相系统电气应力示意图
1MMC拓扑结构模块关断遥以上下桥臂的电流方向以及子模块电容电压为依据袁选择合适的导通模块袁从而实现各子模块间电压均衡控制遥MMC环流中袁不仅包含直流分量袁还包含有二倍频正序尧负序尧零序分量袁环流抑制控制策略就是对除了直流分量外的所有二倍频分量进行抑制遥设三相环流参考值为Idc/3袁本文主要针对二倍频正序进行抑制遥
环流中袁由于桥臂电阻Rarm较小袁可以忽略其在环流直流分量中的压降袁且袁直流分量在电感压降为零袁所以袁可以得出MMC内部环流数学模型如下院
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衫+Rarm山idiff_q衫+2棕Larm山idiff_d衫山udiff_q衫=Larm山
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式中院idiff_d尧idiff_q尧idiff_0尧udiff_d尧udiff_q尧udiff_0分别为环流及其压降在二倍频d尧q尧0轴上的各项分量袁等式右边第三项为耦合项遥
为了实现无误差控制袁选取PIR控制器对环流交流量进行控制袁可有效抑制环流遥环流抑制控制策略原理如图3所示遥通过各相上下桥臂电流测量值袁可以得到各项环流值袁将三相环流变换至dq坐标系下袁再与该坐标系下各轴环流分量参考值进行比较袁经过PIR调解器进行控制袁再进行反变换袁回到三相静止坐标系袁输出MMC阀侧k相电压参考值遥
3MMC环流抑制策略2子模块电容电压平衡控制策略电气应力分析如图2所示袁按照图中标注的电流和电压方向袁以A相为例进行分析遥如果A相桥臂电流iaP>0袁此时桥臂中子模块电容处于放电状态袁相反袁如果A相桥臂电流iaP<0袁此时桥臂中子模块电容处于充电状态遥
可以看出袁桥臂电流中直流分量idc作用在桥臂子模块上袁总造成子模块电容放电袁而交流分量ia作用则是使上尧下桥臂子模块电容的充放电方向相反遥从功率传输方向考虑袁A相中袁直流尧交流分量使得子模块电容器充尧放电能量存在差值袁且该差值即为该相交流侧向直流侧输送的功率袁从而平衡交尧直流侧功率遥
电压排序法结合了MMC的自身特点和最近电平调制原理袁可有效降低控制器复杂程度遥其原理为院在任意时刻袁上桥臂都为n个子模块导通袁若桥臂子模块总个数为N袁则N-n个子模块关断袁下桥臂则与其相反袁为N-n子模块导通袁n个子
图1三相MMC系统拓扑结构
2.1电容电压平衡原理
2.2电容电压均压策略
4结语本文分析了MMC拓扑结构尧工作原理曰后对子模块电容
2018年8月电力讯息155
SF6断路器气体压力值的后台监控分析李赵成华，
杨斌，
伟（云南电网有限责任公司楚雄供电局，云南楚雄675000）
【摘要】SF6断路器是一种以SF6气体作为灭弧介质以及绝缘介质的断路器。通过运用SF6气体作为绝缘介质以及灭弧介质的无油化开关设
但在实际的应用过程中，本文通过对备，他的绝缘性能和灭弧特性都远远高于油断路器。SF6断路器会因气压值的变化是出现相关的安全问题，
旨在提供更好的措施以促进断路器更好地运转。分析运行过程中存在的问题，SF6断路器的气体压力值进行后台监控，
【关键词】气体压力值；后台监控；改进措施SF6断路器；【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】（2018）TM561.3A1006-422208-0155-02
SF6断路器是一种无油化的开关设备袁设备的运行是通过借助SF6气体作为设备的绝缘与灭弧介质袁该设备的优点是绝缘性能以及灭弧特征远远高于油断路器遥但是设备的价格较高袁运行过程的技术规范以及管理要求都比较高袁因此设备还没有大范围的应用袁尤其是在中压渊35尧10kV冤中的应用不足遥SF6断断路器的正常运行依赖于SF6气体袁在实际的操作过程中袁要实时地对断路器进行监测袁监测气体的压力值等要素袁本文通过对SF6断路器的气体压力运转模式进行分析袁指出设备在运行过程中出现的问题袁进而提供可行的对策以供改进遥
前言1SF6断路器气体的运转模式分析SF6是一种无色尧无味及不燃的纯净气体袁常温的环境中气体的化学性能格外稳定袁是一种惰性气体袁该气体的质量是空气的五倍遥SF6气体通常在电力系统中充当绝缘以及灭弧介质遥电弧尧局部放电以及高温的条件下会促使SF6气体出现分解现象袁进而与水分子融合后转变成具有腐蚀性的电解质遥一旦这些电解质被人体大范围地吸收会引起不适袁出现头晕尧肺水肿等症状袁严重的话还会导致昏迷甚至死亡遥SF6断路器的运转是借助SF6气体的压缩形式作为绝缘以及灭弧介质袁在电弧能量的援助下产生压缩气体袁进而将电弧熄灭袁然后切段电流和转换路线袁保护以及控制高压变电线路与电气设备袁并且能够很好地与设备检测机构进行配合袁帮助其更好地进行分合闸以及自动重合闸的操作遥
2SF6断路器气体压力监视存在的问题2.1密度继电器存在的问题
渊1冤设备所选用的SF6断路器来源于不同的制造商袁由于某些商家生产的产品密封工作不严谨袁设备运转过程中会由于环境中的湿度大而受潮或者进水袁引发设备内部的节点出现短路袁SF6气体会因此而泄漏袁压力值也会因此下降袁引发设备的安全隐患问题遥
渊2冤对SF6气体密度继电器的使用不是很频繁袁长期放置之后再对其进行操作时会出现不灵敏以及触点的接触不良袁甚至还会呈现温度的补偿能力不足状态遥
SF6气体密度继电器会因为环境中温度的改变而出现运转故障遥这个现象的避免只能在SF6断路器没有运转时袁设备的内部温度与周遭环境中的温度一致的时候袁密度继电器才可以精确地对气体进行测量遥但是如果是在设备正常运转的情况下或者对断路器进行气体充补的情况下进行测量袁那么测量的结果就不太精确遥
渊3冤断路器的气体压力过低时会发出警报或者直接锁闭袁工作人员需进行对设备的密度继电器进行度数读取以故障排除袁但如果正在运转的断路器的确有问题的话袁工作人员的检查工作存在安全风险遥
渊4冤SF6断路器运转时密度出现误差袁数值的多少会因为断路器负荷电流以及回路电阻所引发的温度的变化而变化袁但是与设备周遭的温度没有关联遥负荷电流通过导电回路电阻与接触电阻时袁会将电能转化成热能袁进而提升气体的温度袁导致压力值的增加袁而对应的补偿装置只能够随着周遭温度的改变而补偿袁对于设备的内部温度上升情况为力遥因此袁通常需要对SF6断路器另装压力表袁而报警与闭锁原件还是采用密度继电器袁因此对设备的数值误差要求则相当高袁高达10~15%之间遥设备正常运转的情况下袁若负荷电流特别高袁数值的误差就会越高遥因此不能单方面地对密度作出判断袁不能仅仅依据SF6气体密度不随温度改变而改变的情况袁就判断出密度表呈现的数值不会因为温差而发生改变遥在检测过程中袁若密度表显示的度数存在较大的误差时袁工作人员不能就此判定密度表的质量不行遥
渊5冤由于工作人员对密度继电器的数值读取自己问题判定上的人为因素明显袁导致误判的现象时有发生遥据数据显示袁密度表在夏季与冬季会呈现不同程度的差异袁当负荷电流越大时会导致误差的加大袁可以达到0~20%的误差遥如果工作人
电压排序法的具体算法和基本流程曰最后袁通过内部环流数学模型袁对环流抑制策略进行了分析袁利用PIR控制器对环流交流量进行无差控制袁从而抑制环流遥
[1]申科袁王建赜袁班明飞袁等.基于阶梯波调制的MMC电容电压平衡控制方法对比研究[J].电机与控制学报袁2016袁20渊10冤院1~8.
[2]张浩袁吴金龙袁杨美娟袁等.模块化多电平换流器新型桥臂环流抑制控制策略研究[J].电力系统保护与控制袁2015袁43渊21冤院73~80.
图3环流抑制控制策略原理图
参考文献
电压平衡原理进行分析袁并介绍了均压策略袁主要详细说明了
收稿日期：2018-7-12
