高压直流输电系统开路电压的研究

针对现有高压直流输电系统开路电压公式不适用于计算带直流线路开路试验开路电压的问题,分别对带/不带直流线路开路试验的试验原理及开路电压建立过程进行分析,解释了带直流线路开路试验中开路电压较小的原因,并通过对现有开路电压计算公式进行修正,给出了适用于带直流线路开路试验的开路电压计算公式。所提公式可用以修正直流开路试验电压差值保护整定值,避免了带线路开路试验中电压差值保护的误动。利用PSCAD仿真软件搭建±500 k V高压直流输电系统仿真模型,对所提公式进行了仿真验证。仿真结果证明所提公式具有较高的准确性。     

高压直流输电开路试验机理分析及解析计算

高压直流开路试验(Open Line Test, OLT)是检测换流阀、直流场设备、直流输电线路绝缘是否正常的重要手段。基于电力电子理论和电路理论,采用高压直流工程中换流阀实际运行参数及其触发控制方式,对高压直流开路试验建立可定量计算的等效电路。分别对带和不带直流线路开路试验的试验原理及开路电压建立过程进行解析分析和定量计算,解释了两种工况下开路电压建立的原理与物理本质。采用等效电路定量计算不同工况下开路试验电压,计算结果相比于传统公式误差显著降低。在PSCAD/EMTDC中利用CIGRE高压直流标准测试模型,对计算结果进行了仿真验证。     

基于SIMATIC-TDC的特高压直流OLT优化策略

通过分析了基于SIMATIC-TDC的特高压楚穗直流穗东换流站,极1双阀组不带线路直流开路试验(OLT)闭锁期间极1低端出现直流过压保护(59/37DC)Ⅰ段动作的原因,针对基于SIMATIC-TDC的特高压直流开路试验闭锁期间固有的直流过压保护动作问题给出了优化方案,并通过实时数字仿真平台进行相关的直流开路试验仿真试验。该方案有效解决了直流开路试验闭锁期间直流过压保护动作的问题,验证了优化方案的可行性,并在即将进行的基于SIMATIC-TDC的特高压楚穗直流和普侨直流的控制保护软件升级优化中得到实施。     

宝鸡换流站开路试验电压原理保护的分析改进

介绍了高压直流系统开路试验的原理,在此基础上详细分析了开路试验时直流控制系统的动作行为,以及相关直流保护的配置。通过分析直流控制系统与保护系统之间信号传输方式,以及保护系统的采样逻辑,结合实际保护动作情况,指出当直流控制系统向保护系统传输信号异常时存在保护误动的情况,提出了硬件完全双重化的改进措施。同时根据开路试验电压原理保护的动作逻辑,提出了在换流阀触发角α值传输过程中增加α变化率闭锁的环节,并对其进行分析论证,结果表明该环节可以避免因信号传输异常导致的保护误动。     

高压直流输电开路试验中换流阀设备保护的探讨

在呼伦贝尔至辽宁直流输电工程换流阀直流开路试验中,由于换流阀多次保护触发动作引起系统跳闸,导致站系统试验无法进行。笔者结合该试验过程,从直流开路试验基本原理、换流阀监控和极控制保护几个方面进行分析讨论,提出阀控单元(VCU)对换流阀的保护完全可以保证换流阀设备的安全,极控制保护对换流阀保护触发动作的监控可只作为监视,不必产生系统跳闸,从而保证OLT试验顺利进行。     

±800kV天中特高压直流输电工程开路试验分析

介绍了天中特高压直流输电线路开路试验的意义及其保护控制原理,分析了带直流线路进行开路试验时,换流器的触发角变化对开路电压的影响,在直流线路绝缘性能未发生损坏的情况下,当触发角小于60°时,能够将直流电压升到额定值。在新疆天山换流站进行的开路试验中,将换流器触发角降为45.1°时,开路电压达到了额定值800 kV,该观点得到验证。同时,在工程实际调试中,得到在带线路进行开路试验时可以仅采用直流电流或差动电流超过0.025pu的电流原理保护做为主要判据的结论。     

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.     

龙政直流工程交流滤波器过负荷保护的标准化改造

龙政直流工程的交流滤波器保护装置是ABB在2003年供货的非标准化产品，需要在改造后实现龙政直流工程交流滤波器过负荷保护的标准化。通过分析龙政直流工程改造前交流滤波器过负荷保护和标准化交流滤波器过负荷保护的保护架构、保护原理、保护定值，指出了两者在保护架构、趋肤效应系数的实现方法、保护原理的实现方法、保护定值的表现形式上存在的差异，提出了交流滤波器过负荷保护标准化的改造方法。最后，试验验证了标准化改造后的交流滤波器过负荷保护能够满足工程的要求。     

云广特高压OLT过程的几起故障分析及改进建议

介绍了云广特高压空载加压试验(OLT)的电压控制原理,以及OLT过程中发生的几起故障。在分析每起故障的背景、现象及其电压控制策略的基础上,对空载加压试验提出如下建议:修改换流变压器分解头控制逻辑;改进直流保护系统内的阀组过压保护逻辑;最好在降低直流系统电压至200 kV后才停止OLT试验。     

交流系统故障导致直流线路保护动作的分析

利用直流保护的数字式波形回放系统,分析了2008年6月18日广东电网罗洞变电站发生500kV电流互感器爆炸事故期间高坡站的直流线路行波保护和直流线路电压突变量的保护动作行为。按照直流保护动作原理和逻辑,直流保护的动作行为符合设计逻辑,但违背了交流系统故障期间直流保护应可靠地不动作的设计规范,并就直流线路电压突变量保护提出了改进方案。所提出的增加保护动作延时的措施已用于天广、高肇、兴安直流工程。     

高压直流输电系统开路试验原理分析与工程建议

开路试验是高压直流输电工程投运前必做的一项基本试验。该实验中触发角与直流电压的关系具有特殊性。从换流阀电路模型入手,详细分析了在不带线路工况下换流阀的导通情况,推导出理想情况下直流电压与触发角的关系,并给出了理想电压公式的适用条件。使用三沪I回直流输电工程一次模型,在EMTDC中进行了不带线路和带线路工况下的开路试验,并对试验结果进行了详细的分析。分析和实验结果表明:带线路工况下,直流电压在触发角小于60o后到达额定值是正常的。开路试验保护中设置电压判据是不合理的,可只采用电流原理判据作为试验是否成功的依据。     

龙政直流2005年运行情况

龙政直流是三峡输电主通道及华中、华东直流联网线路,在跨区输电中发挥着极为重要的作用。引用客观的统计数据,总结了2005年度龙政直流的运行情况。重点分析了直流的经济性、可靠性指标,并与2004年数据进行比较,对直流跳闸事件、重要直流设备检修情况等作了阐述,指出了运行中存在的问题,提出加强换流站用电保障、控制及保护系统维护技术国产化等整改意见。     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路保护仿真研究

本文在PSCAD/EMTDC平台上建立了实用的直流输电线路行波保护系统模型。通过分析高压直流线路发生故障后的特点,按照行波保护的原理,利用直流线路发生故障瞬间,线路上产生的暂态电流电压行波的幅值和方向不受控制系统作用影响的特点,通过计算直流电压下降率和直流线路故障前后的电压电流行波差值,来判断直流线路是否发生故障。在南方电网贵广直流输电系统仿真模型上对所建立的直流输电线路行波保护系统进行了仿真测试,通过设定极1整流侧直流线路发生接地短路故障,验证行波保护系统的动作情况,仿真测试结果证明了本文所建立的线路行波保护系统的正确性和实用性。     

Single-ended protection method for hybrid HVDC transmission line based on transient voltage characteristic frequency band

Hybrid high-voltage direct current (HVDC) transmission has the characteristic of long transmission distance, complex corridor environment, and rapid fault evolution of direct current (DC) lines. As high fault current can easily cause irreversible damage to power devices, rapid and reliable line protection and isolation are necessary to improve the security and reliability of hybrid HVDC transmission system. To address such requirement, this paper proposes a single-ended protection method based on transient voltage frequency band characteristics. First, the frequency characteristics of the smoothing reactor, DC flter, and DC line are analyzed, and the characteristic frequency band is defned. A fault criterion is then constructed based on the voltage characteristic frequency band energy, and faulty pole selection is performed according to the fault voltage characteristic frequency band energy ratio. The proposed protection method is verifed by simulation, and the results show that it can rapidly and reliably identify internal and external faults, accurately select faulty poles without data communication synchronization, and has good fault-resistance and anti-interference performance.     

高压直流输电线路边界高频电压信号衰减特性分析

高压直流输电线路两端安装的直流滤波器和平波电抗器形成了高频电压信号的线路边界,利用这种边界特性可以构成新型线路保护,但线路边界参数及配置方式的差异会对线路边界高频电压信号衰减程度造成影响。基于现有直流输电工程的直流滤波器与平波电抗器的参数及配置原则,研究了不同直流滤波器结构、不同平波电抗器配置方式以及直流滤波器与平波电抗器元器件不同参数对直流输电线路边界高频电压信号衰减特性的影响。结果表明,不同参数及配置形式的线路边界对高频电压信号均有较大衰减,可以依据高频电压信号在区内外故障时的差异构成新型直流输电线路保护。     

基于状态坐标分析的高压直流输电线路保护方案

针对现有高压直流输电线路保护可靠性偏低的问题,提出了一种基于状态坐标分析的高压直流输电线路保护方案。在直流线路电流和电压的坐标系中,定义以直流线路2端的电压值和电流值为坐标的点为状态坐标,通过对直流线路故障后状态坐标变化的分析发现,直流线路区内和区外故障后2端状态坐标的变化具有明显的差异,据此构建直流输电线路的保护判据。通过PSCAD仿真验证,结果表明,所提的保护方案具有可靠性高、易于整定和耐受过渡电阻能力强等诸多优点。     

三峡－上海直流输电工程控制保护功能的完善

简述了三峡至上海直流输电工程的系统调试过程，分析了宜都站直流场大地/金属转换开关的保护功能，并提出了修改建议；研究了其直流线路保护、极母线差动保护和中性母线差动保护，给出了直流线路人工短路接地故障试验结论；分析了换流站辅助电源丢失试验结果，分析了试验过程中双极中性母线差动保护误动的原因，提出了改进措施并付诸实施。以上几个技术问题的解决，完善了该工程的控制保护功能，保证了该工程的顺利投运。     

逆变侧送极控主系统直流电压测量结果影响分析(二) 换流器开路保护研究

天广直流输电系统逆变侧广州换流站极1电压分压器的光电传感器曾发生故障且至今原因不明，很可能再次故障，这对极控系统内判据仅采用电压量的换流器开路保护I段影响最大，而且其动作时间极快、对整个电网造成的后果也最恶劣。对此，本文基于换流器开路保护的原理，结合在RTDS实时仿真系统上对天广直流输电系统发生各种断线故障的仿真结果，总结了逆变侧换流器开路保护的保护范围，在此基础上对逆变侧换流器开路保护I段提出了改进措施，并论证这种改进不但不会影响保护的原有功能，还可以有效地提高系统可靠性。     

直流输电系统再启动功能改进措施

在高压直流长距离输电中，直流线路发生故障的概率较高，完善和合理使用再启动功能对提高直流输电系统的可用率意义重大。结合南方电网公司和国家电网公司直流工程的运行情况，分析了目前直流线路故障再启动功能现状，发现存在正常双极运行时负极再启动功能退出、可重启的故障范围小等问题。提出了改进建议:完善直流控制系统软件，加强两极之间再启动功能协调配合，在一极事故闭锁、直流线路故障及再启动期间，暂时闭锁另一极的再启动功能，防止两极同时或相继重启，避免因控制软件限制再启动功能的投入。并提出接地极线路接地故障和金属回线故障时，相应的接地极线路不平衡保护（GR模式）和直流线路横差保护的出口方式应由极闭锁调整为直流再启动。