云广特高压直流差动保护误动原因分析

分析了"9.12"云广特高压直流换相失败并导致极1直流差动保护误动事故,包括换相失败现象、换相失败详细过程、换相等值电路、高低压侧直流电流及其差流和极1直流差动保护误动原因。换相失败过程中极1高、低压直流电流互感器暂态特性不一致,使高、低压侧直流电流测量值差值增大并满足直流差动保护动作判据,最终导致直流差动保护误动。     

基于注入法的改进特高压直流接地极引线保护方法

目前,特高压直流输电系统通常采用基于注入法的接地极引线保护。文中分析了传统接地极引线保护方法的特性,并在此基础上提出了一种改进接地极引线保护方法。改进保护方法包括主保护和后备保护。主保护采用高频测量阻抗横差构造单回线故障保护判据,仅利用单侧电气量,不依赖于通信;后备保护利用接地极引线末端电流方向构造保护判据,对通信的同步性与实时性要求较低。以某实际运行的±800 kV特高压直流系统为例,利用PSCAD/EMTDC对所提保护方法进行仿真验证。仿真结果表明所提改进保护方法的主保护较传统保护方法可极大缩小保护死区,在后备保护的配合下可实现全线保护。     

西门子接地极母线差动保护原理及误启动原因

为了解西门子接地极母差保护误动原因,基于贵广直流输电系统接地极母线差动保护(EDP)的配置方式,结合接地极母线差动保护的原理,深入分析了接地极母线差动保护在直流系统不同运行状态下的差流算法和动作判据。根据贵广直流输电系统中接地极母线差动保护与直流站控系统、极控系统之间的相互配合关系及该保护的实际运行情况,认为直流系统运行状态丢失导致该保护的误启动进而提出了直流保护系统对直流系统运行状态识别的改进方法,为日后直流输电系统的安全运行提供借鉴作用。     

云广特高压直流工程中的分接开关状态监视逻辑

分接开关控制是直流输电系统控制的重要部分,云广特高压直流工程中分接开关采用有载调压方式,为确保分接开关的长期安全、可靠运行,云广特高压工程中分接开关采用了多种状态监视逻辑来实现其状态的有效监视,介绍了云广直流工程中分接开关的各类状态监视逻辑,梳理了分接开关状态监视信号的传输回路,结合运行维护经验对当前逻辑进行了风险辨识,并提出了优化改进措施。     

特高压直流接地极线路过电压研究

针对±800 kV宾金直流工程发生的"7.13"直流接地极线路烧毁故障,使用电力系统分析软件MATLAB Sim Power Systems建立电磁暂态仿真模型,对直流系统不同运行方式下高压侧接地引起的直流接地极线路内部过电压特征及分布进行了分析,量化了接地极线路内部过电压水平。分析表明特高压接地极线路内部过电压与接地极线路长度、直流系统运行方式、出线避雷器参数有关;宾金直流工程宜宾侧接地极线路最大内部过电压幅值为278 kV,金华侧接地线路最大内部过电压幅值为60 kV;宜宾侧接地极线路绝缘子并联间隙干弧距离设计为20 cm,在故障时刻绝缘配合失效是引起"7.13"故障的原因。     

云广特高压直流阀冷控制保护逻辑的改进

2010年12月,兴仁换流站发生了一起由于阀冷控制保护逻辑设计缺陷造成的直流系统强迫停运的恶性事件。为避免类似事件的发生,对云广特高压阀冷控制保护逻辑进行了排查,取消了“冗余的2个传感器均故障跳闸”逻辑,提高了云广特高压直流系统运行的可靠性。     

特高压直流输电系统接地极引线双端不平衡保护

在目前工程中现有的接地极线不平衡保护和接地极线差动保护原理基础上分析并提出接地极引线双端不平衡保护。所提的双端不平衡保护原理,具有保护线路全长,识别引线断线和金属接地故障并能够计算出故障位置,不受过渡电阻的影响,以及定值整定简单等优点。采用EMTDC/PSCAD仿真验证了理论分析的正确性,最后采用实时数字仿真器(RTDS)仿真验证了所提保护动作策略的可行性。     

云广直流输电工程接地极线路绝缘水平优化

针对在±800 k V云广直流输电工程的调试和运行过程中多次发生直流系统故障引起接地极线路闪络的问题,对不同故障情况下接地极线路上的过电压水平和分布进行了仿真。结果显示,云广直流接地极线路的绝缘水平与换流站中性母线的绝缘水平以及中性母线避雷器的保护水平确实存在不匹配。分析了降低避雷器保护水平和提高接地极线路绝缘水平两种解决方案。对于新建工程,推荐采用提高接地极线路的绝缘水平方案来解决不匹配问题。对于已投运工程,建议调小换流站接地极线路进线段杆塔的招弧角,将闪络控制在一定范围内。     

特高压直流接地极线路绝缘配合研究

针对特高压直流接地极线路的绝缘配合问题,首先对目前接地极线路的绝缘配合原则进行了介绍,然后对接地极线路的操作过电压水平进行了计算,并通过对线路绝缘水平、操作过电压水平以及换流站保护水平的综合分析,提出了接地极线路绝缘水平的选取原则。通过试验得到了不同招弧角间隙的50%操作冲击击穿电压值,并对不同位置绝缘击穿时招弧角间隙的直流续流进行了计算,根据试验和计算结果,综合考虑绝缘水平和熄弧能力的要求,提出了接地极线路绝缘配置的选取方法。最后,给出了接地极线路差异化绝缘配置的思路。     

特高压直流输电系统接地极线路保护配置方案优化建议

接地极是特高压直流输电系统中重要的组成部分,结合宾金直流接地极调试及投运以来发生的两起接地极引线断线事件,尤其是2015年7月13日接地极引线1断线接地事件,利用单位电流法计算故障支路的电流分布系数,理论分析接地极线路接地和断线故障时电流变化特征,深入分析目前宾金直流接地极保护策略配置存在的缺陷,将纵联差动保护与不平衡保护相结合,形成一种能准确判断故障类型的新型保护配置方法,优化目前的保护动作策略,能有效提高接地极系统运行的稳定性。     

云广特高压直流控制设备中保护功能分析

控制系统可以准确监控直流系统的运行状况,为此直流控制系统一般都配置有尽可能少的保护功能作为直流系统的快速闭锁保护。由于不同特高压直流输电系统的特殊性,在控制系统中的保护功能及数量也不同。本文对云广特高压直流输电工程控制系统中的保护功能进行了详细分析,并通过一系列事故案例说明控制系统中保护功能设置的优劣,以及其是否能够有效保护特高压直流设备,确保特高压直流设备安全稳定运行。     

接地极开路保护的改进

单极故障后线路上出现的感应电压容易造成接地极开路保护误动,若处理不当会造成双极相继闭锁。针对这一情况,文中从控制和保护2个方面提出了改进方案:控制方面采取新的极隔离方法,尽量先分开线路隔离刀闸来避免引入感应电压;保护方面增加了电流判据,并且改进了出口方式,从而有效防止保护误动。上述解决方案的可行性和有效性在仿真系统上得到了验证。     

共用接地极技术在云广特高压和贵广Ⅱ超高压直流输电工程中的应用

从简要介绍云广特高压直流与贾广Ⅱ回高压直流输电工程入手,提出了共用接地极的构想。分析了两回直流系统共用接地极的数学模型,接着从工程实际的角度介绍了具体实施方法和步骤。最后阐述了采用共用接地极对于直流输电工程的意义并预测了共用接地极技术的应用前景。     

特高压变压器差动保护改进

针对特高压系统变压器的特点及对保护带来的问题,通过合理配置差动保护,以及对变压器运行方式的智能识别,细分保护动作特性区间,提出利用短数据窗高比例制动特性来保证在特征明显的区内故障时差动保护的快速动作.该方案已应用于WBH-800变压器保护装置并通过实验验证.     

特高压接地极线路基础保护技术研究

文中介绍了特高压直流系统址2 km范围内绝缘基础、阴极保护的原理及施工方法,主要从施工角度、运维角度对绝缘基础和阴极保护进行技术分析和探讨,进而为后期特高压直流接地极线路的工程建设及运维提供参考经验.     

特高压变压器差动保护改进

针对特高压系统变压器的特点及对保护带来的问题,通过合理配置差动保护,以及对变压器运行方式的智能识别,细分保护动作特性区间,提出利用短数据窗高比例制动特性来保证在特征明显的区内故障时差动保护的快速动作。该方案已应用于WBH-800变压器保护装置并通过实验验证。     

云广与贵广Ⅱ回直流输电系统共用接地极设计

为了不对系统运行产生太大影响并节省工程用地和建造费用,云广特高压直流输电工程和贵广Ⅱ回高压直流输电工程广东侧考虑采用共用接地极模式建造。根据系统运行条件、使用寿命以及人身安全的要求确定了建设共用接地极的参数,对该参数采用了矩量法和边界元法相结合的接地计算数值方法,并针对大罗州和李屋两个极址分别设计了一套共用接地极方案。这两套设计方案既能满足系统要求又能符合国家标准,不会对人身安全产生影响,可供建设共用接地极使用。     

特高压直流输电系统接地极引线阻抗监视策略

为提升特高压直流输电系统接地极引线的故障识别性能,提出一种新的接地极引线阻抗监视策略。对输电线路的全频带阻抗—距离特性进行了理论分析,以此为基础提出了基于高频信号注入的接地极引线阻抗监视策略,并给出了注入信号频率选择原则及故障告警判据。研究表明:若接地极引线长度超过注入信号的1/2波长,金属性接地故障时,阻抗监视装置测量阻抗的虚部随故障距离呈周期性变化,加大了判据整定的难度。因此注入信号频率的选择应保证金属性故障时,线路阻抗随故障距离的增加而单调变化,同时最大的故障阻抗模值应小于线路正常运行时的阻抗,且留有一定裕度。PSCAD仿真验证了该策略的有效性。     

特高压直流输电系统接地极线路保护性能分析

接地极线路保护是特高压直流输电系统中重要的保护之一,现场运行情况表明目前的接地极线路保护存在缺陷。介绍了接地极线路保护的配置情况,并从原理上对接地极线路保护的性能进行了分析。最后,针对目前接地极线路保护存在的问题,从保护策略和故障隔离两方面提出了相关建议。