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。     

高压直流断路器技术

笔者着重从高压直流输电换流站用直流断路器的功能要求、主要性能、基本构成、开断原理及试验技术等方面进行探讨,分析了直流断路器和交流断路器在电流转换、环境耐受和开断性能等方面的区别,给出了直流断路器转换电流的计算公式,表明合理选择直流断路器绝缘件的爬电比距对于提高运行水平非常重要,且开断直流电流必须创造过零点。另外,还阐述了直流断路器与交流断路器有主要区别的性能试验,供中国高压直流断路器的研制者参考。     

论葛南直流输电系统中大地回线和金属回线的转换

以葛南直流输电系统为例,将顺控逻辑及动作整定值作为切入点,利用ABB公司的故障录波软件,分析了大地回线和金属回线转换过程中因非转换极极线路电流过低所造成的切换失败率高的问题,并提出更改控制系统中关于钳制电位点顺控逻辑的解决方法,采取该方法后上述问题在调试和实际运行中未再次出现。     

高压直流断路器振荡回路特性

无源直流断路器常用于高压直流输电工程换流站直流场上。为了研究高压直流断路器振荡回路特性,以寻求最佳的参数配置,分析了L、C参数对直流开断的影响,给出了工程中开断电流的计算公式、额定连续过负荷直流电流的取值方法以及直流断路器组成元件的主要应力,并结合实际直流工程数据加以仿真验证,定性给出的直流断路器主要参数随L、C参数变化的规律。     

高压直流输电工程中的直流断路器设计及应用仿真

介绍直流断路器的设计原理,利用PSCAD仿真软件建立了基于改进Mayr模式的电弧模型以及直流断路器的模型.比较了直流断路器两种不同的设计方法,并基于大量仿真试验,提出了直流断路器设计中元件参数的选择方案.最后通过PSCAD/EMTDC仿真,证明了该方案在HVDC工程MRTB设计中的可行性.     

直流断路器在特高压直流输电中的应用

介绍了直流断路器开断的技术难点以及高压直流工程中使用的直流断路器的工作原理、组成结构。针对特高压直流输电工程中双极换流站直流断路器的配置原则与运行方式的转换进行综述,展望了特高压直流断路器在工程中的应用。     

楚雄换流站金属回线转换断路器并联谐振回路效分析

±800kV云广特高压直流工程楚雄换流站安装了金属回线转换断路器（metallic return transfer breaker,MRTB）,采用双机构四断口并联谐振回路形式。依据一起换流站单极大地转金属回线不成功案例,分析了转换过程中保护动作及现场观测结果,得出转换过程不成功原因为MRTB并联谐振回路失效。对回路相关设备试验、检查后确认了回路失效原因为并联消能避雷器中的一支内部绝缘击穿。通过对故障避雷器的解体检查及测试找到了避雷器故障原因,对并联避雷器的安全转换次数进行了讨论,对避雷器日常运行维护提出相应要求与建议。     

高压直流工程直流转换开关分析与仿

从理论上分析了直流转换开关的开断电流特点。考虑直流开断电流和输电线路参数,分别建立金属回路转换开关（metallic return transfer breaker,MRTB）、大地回路转换开关（ground return transfer switch,GRTS）和中性母线开关（neutral bus switch,NBS）等直流转换开关在各运行工况下的仿真模型,对以上3类开关直流电流转换过程进行计算分析。结果显示,各开关开断2次电流时,避雷器吸收能量分别为10.9 MJ、4.4 MJ和4.2 MJ。可据此来合理配置避雷器参数和数量,保证系统安全可靠运行。     

宁东直流大地回线转金属回线转换失败原因分析与改进建议

在我国高压直流输电投入实际运行以来,在大地回线转金属回线过程中,多次发生由于金属回线转换开关(MRTB)并联的吸能避雷器损坏而导致转换失败的事件,迫切需要精确反应开关动作机理的研究手段。通过对宁东直流输电系统现场大地回线转金属回线转换成功的与失败的录波波形对比分析,得出转换失败前后的系统电气特征。采用宁东直流实际的主回路设备参数和控制保护功能,建立起以直流电磁暂态程序(EMTDC)为基础的详细模型,再现了开关转换和故障过程的暂态现象。不仅验证避雷器由于四柱并联,长期运行操作使每个柱特性变化不一致,较小阻抗单柱承受较大的能量而损坏,而且,通过对转换失败之后逆变站金属回线接地保护动作闭锁直流系统事件进行分析,得出由于逆变站金属回线接地保护软件策略缺陷,导致保护动作闭锁直流系统。根据分析结果,对宁东直流大地转金属回线过程提出改进建议,同时对后续直流工程的MRTB并联避雷器的成套设计提出建议。     

特高压直流转换开关MRTB电弧特性仿真与实验研究

针对特高压直流转换开关MRTB,基于磁流体动力学理论建立了MRTB开断的燃弧过程数学模型。从电弧的物理过程出发,耦合了外部电路与机械运动对电弧的影响,实现了对MRTB灭弧室内电弧自激振荡的动态过程仿真计算。获得了开断中,SF6电弧温度压力等分布的内部动态过程以及电弧电压与振荡电流随时间变化的曲线,并进行了实验验证。研究工作可以应用于分析转换开关自激振荡中的电弧物理过程、研究不同电路参数的影响、优化断路器的灭弧室设计等方面,为特高压直流转换开关MRTB的研制与优化奠定了理论基础。