一种快速切除HVDC输电系统接地极线路接地故障的方案

兴安直流输电系统逆变侧接地极线路与直流线路同杆并架敷设.在直流线路遭雷击后,接地极线路因感应过电压继发接地故障,在高压直流(HVDC)输电系统单极故障重启不成功的条件下,两回并行的接地极线路不平衡电流保护动作,导致直流输电系统双极闭锁.为了彻底消除接地极线路故障导致的HVDC输电系统闭锁现象,提出在换流站接地极线路出口处装设直流断路器灭弧的方案,并相应调整了接地极线路的控制和保护策略.     

兴安直流系统分散接地方式替代专用极址探讨

对多起兴安直流双极闭锁故障的研究显示,兴安直流输电线路同杆架设直流极线和接地极线的线路较长,雷电绕击极线时在接地极线感应过电压,存在着双极闭锁的潜在风险。进一步研究发现,如果将兴安直流线路广东侧接地极同杆并架段所有杆塔（极址10 km范围绝缘架空地线段仍然保持绝缘）用并沟线夹完全接地,可以构建一个新的分散式大型接地系统,不仅可以解决不平衡电流问题,而且大大降低了直流系统单极运行的电能损耗,同时对直流线路本身的防雷也有积极意义。接地系统形成后,鱼龙岭极址的功能被淡化,保护了鱼龙岭地区生态。在此基础上,对新建工程分散接地设置方式提出优化方案。     

高压直流不停电方式下接地极线路融冰模式探讨

为避免接地极线路融冰期间直流输电系统停运,提高直流输电系统可靠性和可用率,对直流输电系统处于双极平衡运行方式、单极金属回线运行方式及同塔双回直流接地极线路接线方式进行研究,发现双极平衡运行时中性母线区域电压接近零,单极金属回线方式运行时接地极线路自动与直流系统隔离。根据以上直流系统固有特性,提出对应直流系统不停电时接地极线路融冰策略。又根据同塔双回直流系统共用接地极的特点,提出三种直流系统不停电方式下接地极线路融冰策略,结合实际工程运行情况可选择相应的融冰模式,所提方案可为后续直流系统接地极线路融冰设计提供参考。     

葛洲坝换流站直流开路试验故障原因分析

2008年9月28日葛洲坝换流站在进行极I直流系统站内开路试验时,开路试验电压差保护动作.文中在简要介绍高压直流输电系统开路试验原理和保护配置的基础上,结合葛洲坝-南桥高压直流输电工程的实际,对此次开路试验故障原因进行了全面分析.分析表明,当高压直流输电系统中的控制保护系统设备故障时将引起相关信号(信息)的采集、传输错误,严重时将可能导致直流系统停运.     

直流运行方式改变导致热备用状态线路跳闸原因分析

葛南直流与林枫直流输电工程为世界上首个同塔共用接地板的双回直流输电工程.同塔架设的直流线路间存在电磁耦合,各极导线间的耦合关系不会给直流系统稳态运行带来严重影响,但实际的运行经验证明,在一些特殊工况下,两者确实存在一定的影响.分析林枫直流输电线路解锁导致处于热备用状态的葛南直流输电线路跳闸的原因,南桥站极线路电流的产生和枫泾站运行方式转换相关,南桥站内一次设备均正常,葛南直流南桥换流站相关保护正确动作是由于受到枫泾换流站感应电流的影响.建议在葛南直流、林枫直流站内直流系统运行方式发生直流解锁、直流闭锁、直流线路再启动、金属/大地转换、单极/双极互转等方式时,提前告知彼此,准备好预案,避免事故发生;国内存在同样同塔双回线路的直流输电工程在今后的运行管理时要注意到该现象.     

考虑极间互感影响的高压直流输电线路双端电流积聚量保护

传统的高压直流输电线路保护存在受极间互感影响非故障极线路保护易误动等问题。该文分析考虑极间互感影响的电流特征,利用楞次定律分析并通过直流系统等值网络进一步验证得出,线路末端单极故障时,非故障极线路的感应电流最大;双极故障时,故障电流大于同一位置的单极故障。以此为基础,利用两极突变电流积聚量幅值之比构造选极判据,利用双端的突变电流积聚量构造双极故障保护判据,其中对端量的助增作用可有效应对转换性故障。在保持原有保护主判据不变的情况下,选极判据和双极故障保护判据经"或"门逻辑构成双端电流积聚量保护。仿真结果表明,双端电流积聚量保护在单极故障时准确选择故障极,双极故障时速动性高,可有效应对转换性故障,且动作性能不受不对称运行方式、不同输送功率水平影响。     

基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理

在对高压直流输电线路区内、外故障和雷击等暂态过程研究的基础上,提出了一种基于电压、电流突变量变化特征的高压直流输电线路主保护原理。该原理对两极线路同侧保护安装处测得的电压突变量幅值的比值设定阈值,选出故障极;利用故障线路两端电流突变量的极性在线路保护区内故障时相异、在区外故障时相同,区分线路上保护区内和区外故障。PSCAD/EMTDC软件对实际高压直流输电系统的仿真结果表明,该保护原理在双极两端中性点接地方式下能够快速判别故障极和区分线路上保护区内、外故障,可靠排除雷击干扰,在故障性雷击和高阻抗接地时准确动作,并适用于一极降压和一极全压运行、功率反送、一极停电检修及单极金属回线运行方式等。采样频率在10～100kHz范围内时可满足保护判据计算要求。     

南桥换流站1991年直流输电停运情况分析

1991年葛洲坝向南桥送电1045.04GWh,南桥站向葛洲坝站送电176.43GWh,葛洲坝站向南桥站净送电量为868.61GWh,取得了一定的经济效益,但设备可用率较低,总损耗率较高。1991年双极设备可用率仅10.2%,极1设备可用率59.6%,极2设备可用率34.6%;直流系统可用率为84%;直流输电系统年总损耗率为5.72%,全年损耗电量为69.87GWh。现将1991年葛上直流输电系统发生的停运事件作一汇总统计,主要对南桥换流站发生的停运事件作一分析,以利于运行、维护、检修和管理水平的提高。     

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障舷

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障.首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况.结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76 p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值.     

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障。首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况。结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值。     

同塔双回高压直流输电线路单极接地故障引发换相失败研究

同塔双回高压直流输电线路发生单极接地故障时,故障期间暂态行波变化和控制系统响应容易引起与故障极极性相同的健全极逆变侧电流升高。基于现有极控系统,该健全极逆变侧触发延迟角无法及时变小甚至会出现瞬时增大,因而无法抵消电流升高引起的关断角减小,容易引发换相失败。为此研究单极接地故障引起同名极电流升高机理,进一步分析直流故障引发换相失败相关影响因素,结果表明:同塔双回直流线路单极接地故障引发换相失败的情况,受健全极的极性、单极接地故障的故障点位置、过渡电阻和控制系统的PI参数等因素影响。在此基础上,提出了对触发延迟角进行限幅的改进控制策略。基于溪洛渡—广东同塔双回高压直流输电系统的PSCAD/EMTDC仿真模型对故障波形进行仿真分析,并对所提改进控制策略进行测试,验证了理论分析的有效性。     

金沙江一期外送电力系统Ⅲ回直流协调控制方案初探

以2018年华中电网以及全国联网规划网络结构为基础,针对金沙江一期工程Ⅰ回直流单极或双极故障,送端需切除部分机组,系统才能保持稳定运行的情况,提出利用直流过负荷能力,在Ⅰ回直流单极或双极故障时,紧急提升另一极直流或另一回直流的输送功率,以减少送电端的切机容量,受电端保持频率稳定.同时针对金沙江一期工程Ⅲ回直流可能采用共接地极建设方案,提出了Ⅲ回直流系统协调运行与控制初步实施方案.     

多回直流输电系统稳定性研究

采用BPA数字仿真法,分别研究了三峡一华东多回直流输电系统在直流线路故障(单、双极闭锁)时的暂态稳定性,以及直流功率提升和切机措施对保持三峡电网暂态稳定性的作用。计算结果表明,2回直流输电线路各自单极闭锁以及葛上直流输电线路双极闭锁时,三峡电网都能保持稳定：三常直流输电线路双极闭锁时,三峡电网必须同时进行直流功率提升和切机才能保持稳定．     

葛南直流输电线路故障及保护动作分析

2006年8月23日和2007年8月26日葛洲坝-南桥士500 kV直流输电线路极Ⅰ和极Ⅱ分别发生故障,由于故障特性不同,直流系统保护的动作方式也有显著差别.文中在简单介绍葛洲坝-南桥线路保护基本配置的基础上对2次故障的性质和保护动作方式进行了分析.分析表明,对于这2次故障,线路的系统保护均能正确动作;当发生金属性接地故障时,线路行波保护和电压突变量保护快速动作;线路发生高阻抗接地故障且线路电压变化显著时线路低电压保护动作;当线路电压变化缓慢同时站间通信正常时,线路纵差保护将经一段较长延时后动作;当直流线路出现永久故障闭锁时,如站间保护通道异常,将可能导致故障线路电压反向并出现过电压情况.     

直流输电系统的可靠性有哪些具体的指标

<正>直流输电系统的可靠性指标总计超过10项,这里只介绍停运次数、降额等效停运小时、能量可用率、能量利用率四项主要可靠性指标。停运次数:包括由于系统或设备故障引起的强迫停运次数。对于常用的双极直流输电系统,可分为单极停运,以及由于同一原因引起的两个极同时停运的双极停运。对于每个极有多个独立换流器的直流输电系统,停运次数还可以统计到换流器停     

±500kV同杆双回直流线路雷电性能的研究

为了解决同杆双回线塔身高、易遭雷击等问题,计算研究了±500kV同杆并架双回直流线路的雷电性能,提出了有较好防雷电绕击性能的塔型。双回线路4种极性排列方式的计算表明,除方式C外,其他3种方式的线路雷击闪络率≤0.093次/(100km·a)(地面倾斜角为15°时),均<0.1363次/(100km·a)的500kV交流线路统计结果,双正极性极线同时跳闸率小于单正极性。同杆并架双回直流线路能够满足雷电性能的要求。     

基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法

同塔双回高压直流线路间存在复杂的故障电磁耦合关系,大大增加了各回高压直流线路故障选线的难度。为此,基于同塔双回高压直流线路故障行波的相模变换,分析了基于现有单回线路模量行波计算方法所得到的同塔双回高压直流线路故障回和非故障回的模量行波特点;利用故障回和非故障回地模波和线模波的积分比值以及地模波的极性的差异,提出了1种基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法。基于PSCAD/EMTDC的溪洛渡—广东±500 k V同塔双回高压直流输电系统的仿真结果表明,该方法能在行波到达后1 ms时间内快速、可靠地识别出故障极线,且所需采样频率为与实际工程相符的10 k Hz,具有工程实用性。     

天广直流线路高阻接地故障保护动作分析

结合直流线路高阻接地特性,对比分析天广直流保护系统改造前后在线路高阻接地故障时保护动作情况。改造后的天广直流保护系统,优化了线路纵差保护逻辑,针对本极直流线路高阻接地故障增加了直流线路低电压保护(27DCL),针对单极金属回线方式下对极线路故障增加了专门的保护。针对改造后的27DCL保护超出保护范围的问题,提出了改进意见。改造后的天广直流保护系统提高了保护动作的选择性,降低了直流系统强迫停运的概率,提高了系统可靠性。     

同杆并架输电线路的停运线路合闸EMTDC仿真分析

同杆并架输电线路的停运线路由于存在与其他运行线路的电磁耦合,在合闸时将产生较大冲击电流和感应电流.应用EMTDC搭建同杆并架双回及多回线路模型,通过对停运线路的合闸过程进行仿真,研究线路长度、负载功率和塔型等因素对合闸的影响.结果表明,冲击电流主要与负载功率相关,稳态感应电流主要与线路长度相关,同杆并架多回线路比双回线路具有更大合闸电流.     

同杆并架输电线路的停运线路合闸EMTDC仿真分析

同杆并架输电线路的停运线路由于存在与其他运行线路的电磁耦合,在合闸时将产生较大冲击电流和感应电流。应用EMTDC搭建同杆并架双回及多回线路模型,通过对停运线路的合闸过程进行仿真,研究线路长度、负载功率和塔型等因素对合闸的影响。结果表明,冲击电流主要与负载功率相关,稳态感应电流主要与线路长度相关,同杆并架多回线路比双回线路具有更大合闸电流。