抑制直流连续换相失败的直流电流指令值优化策略

为抑制直流系统连续换相失败,通过分析换相失败机理,得出直流电流上升与逆变侧交流系统电压降低是造成首次换相失败的主要原因。研究直流首次换相失败后恢复阶段时的控制系统动作特性与电气量变化规律,得出在换相失败恢复期间,逆变侧直流电压的快速恢复会引起直流电流指令值的快速上升,逆变侧切换为定电流控制,由于在控制过程中未考虑直流电流上升对关断角的影响,会导致控制系统失去关断角的控制权从而引起直流连续换相失败。基于此,提出一种考虑关断角的直流电流指令值优化控制策略,结合低压限流控制抑制连续换相失败的发生。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件与国际大电网会议直流标准测试模型(CIGRE HVDC)验证了所提控制策略的有效性。     

高岭背靠背直流系统过流保护动作案例分析

换相失败是高压直流输电系统最常见的故障之一,它可导致直流电压降低、直流电流增大、直流输送功率减少、换流阀寿命缩短、换流变压器直流偏磁及逆变侧弱交流系统过电压等不良后果,严重工况时可能引发直流闭锁等严重故障。介绍了高岭背靠背直流单元Ⅰ发生的因交流系统扰动而产生的一次闭锁事件,交流系统故障使得直流系统换相失败,导致直流过流保护动作而闭锁。在介绍事件发展经过的基础上,结合高岭直流历次换相失败产生过程,讨论了直流过流保护动作的原理。最后,从直流系统保护配置、交流系统稳定水平、直流控制保护系统、电网运行人员素质等4个方面给出了提升交、直流系统安全稳定运行水平的相关建议与改进措施。     

并联型多端直流输电系统保护相关问题探讨

该文介绍了并联型多端直流输电保护系统分区、测点和开关刀闸位置以及系统运行的方式。对于多端直流输电系统,直流线路保护设置保护线路全长时,可能发生区外故障误动;换流站线路保护需根据所连接的直流线路数目分别配置。在变电站,每条直流线路会配备一套保护装置,每套保护装置配置多套定值,其保护范围分别覆盖不同长度的线路;这些定值需根据其他换流站的运行情况进行切换;支线路故障后可采取隔离故障线路的处理策略,同时需闭锁隔离出来的换流站。不能通过检测是否存在流经接地站的接地电流,来判断是否发生金属回线接地故障;建议在并联型多端系统中不采用移相处理策略清除金属回线接地故障。高压T区保护采用差动原理,保护动作后,建议相关站采用极闭锁策略。逆变站故障后延时分断换流变网侧开关有利于阀的关断。逆变站换相失败后,更大的直流电流将流经换流阀,需在工程设计环节加以考虑,防止交流系统故障引起的换相失败导致直流过流保护动作。     

基于直流电流动态上升的高压直流输电系统换相失败分析

针对现有换相失败分析方法未考虑交流系统故障后直流电流动态上升对关断角影响的问题,在分析直流电流变化对关断角影响的基础上,首先推导了对称故障下未考虑直流电流变化以及考虑直流电流瞬时变化的换相失败分析方法。分析结果表明,当逆变侧换流母线电压跌落在一定区间内,以上2种方法会导致换相失败判别结果不准确。为此考虑交流系统故障后直流线路和直流控制的动态过程,推导了直流电流的时域表达式,通过求解直流电流最大值,提出了一种考虑直流电流动态上升的换相失败分析方法。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提方法的有效性以及对高压直流输电系统换相失败判别结果的正确性。     

胶东站换相失败引起的银川东换流站扰动分析

针对2012年4月22日胶东站换相失败问题。通过对直流系统建模,并将换相失败过程的系统参数代入模型中进行了分析和计算,提出预防逆变站换相失败的措施。分析结果表明:逆变站发生换相失败故障,将导致银川东换流站直流电流增大,直流输电输送功率减少,并对整流侧交流系统产生干扰。     

高压直流系统换相失败对交流侧继电保护的影响

为验证换相失败期间交流侧突变量方向保护元件误动的原因,以广东电网曾发生过的一起直流换流站换相失败引起高压交流电网继电保护不正确动作事件以例,用PSCAD/EMTDC软件做辅助分析,改进和仿真了CIGRE直流输电标准测试模型。仿真结果表明：交流系统发生故障引起直流输电系统换相失败,在故障恢复过程中会导致交流侧系统某些保护元件不能正确动作,同时换相失败引起的非特征谐波与非周期分量严重,对于交流侧继电保护运行有一定影响,针对这些保护元件逻辑与算法分别提出了相应的改进措施。     

特高压主变充电导致直流周期性换相失败的原因（英文）

换相失败是直流输电系统逆变器最常见的故障之一,通常故障清除后直流系统可以恢复换相,周期性换相失败很少发生,过去国内从未出现过换相失败闭锁直流的情况。通过对林枫直流现场数据的深入分析,得出换相失败持续时间达到保护定值,保护正确动作;而励磁涌流引起枫泾站换流母线电压畸变、阀控VBE对已关断阀执行重触发以及换相失败恢复期间直流电流过冲等因素是导致林枫直流发生周期性换相失败的主要原因。在此基础上,基于电磁暂态程序建立了林枫直流输电研究模型,其中控制保护采用了与实际工程一致的详细模型,通过仿真研究提出了极控系统的改进措施:取消瞬时电流控制、优化换相失败预测和低压限流等功能,最后在林枫直流输电工程中进行了现场验证试验,试验结果验证了所提措施的有效性。     

±500kV伊穆直流极1线路故障导致极2直流闭锁原因分析

±500 kV伊穆直流极1线路发生瞬时性接地故障,由于双极线路之间的静电和电磁耦合作用,使极2直流电压发生波动,继而引起该极直流滤波器快速充放电,产生较大的穿越电流,而该组直流滤波的首端光电式电流互感器、尾端电磁式电流互感器在电流传变特性方面存在较大差异,穿越电流传变产生的差流达到保护动作条件,导致极2直流闭锁。针对这次保护误动,将直流滤波器差动保护延时由40 ms延长至500 ms,提高了保护的防误动水平。     

交流故障下永富直流换流器差动保护误动风险分析

永富直流的逆变站(广西侧)交流系统稍弱于云南侧,因此当其逆变侧交流系统故障时,极易引起直流系统换相失败,甚至连续换相失败。永富直流继续沿用了延时3 s的100 Hz保护,因此急需对交流系统故障下直流系统保护是否存在误动风险进行分析预判。以永富直流系统仿真模型和现场采用的阀组保护逻辑为基础,仿真分析了逆变侧交流系统不同故障类型、不同故障相角及直流不同运行方式下,现行阀组保护的动作特性并统计了其动作概率,并基于此给出了换流器差动保护误动的风险概率。分析表明:逆变侧交流系统发生单相接地、两相接地以及三相故障时,阀组差动存在误动的风险,而桥差保护不会误动;逆变侧交流系统发生单相接地故障时,直流系统不同的运行方式下阀差保护均有误动的风险,而桥差保护不会误动。因此提出了采用交流故障特征量来闭锁阀差保护以及采用延时来保证保护的选择性的改进策略,其有效性得到了仿真实验验证。     

混联式直流电网的协调控制策略

为解决传统电网换相高压直流输电与电压源换流器高压直流输电在直流电网中的混联问题,针对一种新型的混联直流输电系统进行了研究。该系统是整流侧采用模块化多电平换流器、逆变侧采用晶闸管换流器的四端双极混联直流电网。推导了该系统稳态时的数学模型,针对其逆变侧易发生换相失败的问题,设计了新的抑制换相失败的协调控制策略。在整流侧换流站中通过低压限压和低压限功率控制的配合,抑制逆变侧故障电流的增大,从而减小换相失败发生的概率。在PSCAD/EMTDC中对该混联直流电网的稳态和暂态特性进行了仿真分析,仿真结果证明了所提控制策略的有效性。     

宝鸡换流站HP12/36直流滤波器高压电容器组不平衡电流保护

直流电容器不会因为内熔丝动作造成过电压,所以直流滤波电容器保护与交流滤波电容器、并联电容器内部故障保护有所区别。为了更加有效地保护直流电容器组,在此通过对桥差不平衡电流保护和差电流不平衡保护的详细计算,对这两种保护方式进行比较。在相同的总谐波电流下,桥差电流略大于差电流,保护精度略高且成本较低。     

换流变档位调节对差动保护的影响及解决方案

按照传统的换流变压器保护方案,在换流变压器档位发生变化时,换流变保护装置CPU会误计算出一定的差流,可能导致差动保护启动。分析了差流产生的原因,指出在直流输电工程应用中应如何减小换流变调档对差动保护的影响,提出了一种引入换流变分接头档位信号的差动保护方案。能避免换流变调档对差动保护的影响,且原理接线简单、可行性强。     

变压器直流电阻试验后剩磁影响及对策

阐述了大型变压器在直流电阻试验中,会在铁芯中产生剩磁,当发变组进行零起升压或变压器空载合闸时,可能会造成差动保护误动作。结合实例分析了变压器剩磁产生的原因及现象,并提出了可以利用减小直流电阻试验电流值及试验时间、控制电压合闸相位角、差动保护设置二次谐波交叉闭锁三种方法来减少变压器剩磁,避免差动保护误动。     

配电网用全固态混合式直流断路器研发

直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优点,成为了未来配电系统的发展趋势。直流断路器作为直流配电网的保护设备,对于直流配电网的稳定性、安全性有着重要意义。提出了一种在直流配电网中应用的全固态混合式直流断路器方案。该断路器由三条支路构成,其主通流支路由晶闸管串联IGBT构成,转移支路由压接式IGBT构成,能量吸收支路由避雷器构成。对该断路器方案进行了仿真验证,并开发了10kV/1kA试验样机以及相关试验平台。试验样机在10kV和7.5kV电压等级下分别成功开断2kA和5kA短路电流。样机在10kV电压额定通流下效率大于99.94%。     

基于电流微分状态量的直流配电网分布式区域保护

针对现有直流配电网单端量保护选择性差、多端量保护速动性差、数据同步要求高等问题,提出一种基于电流微分状态量的直流配电网分布式区域保护方法。该方法以负荷分支公共接入点为分界对直流线路进行区域划分,利用电流微分作为故障暂态特征量,相邻保护装置交换电流微分状态字的信息进行故障类型判定与区域定位,实现故障的快速定位与隔离。该方法只需要相邻保护装置交互故障电流微分状态信息,不需要严格的数据同步,可用于双端或多端直流配电网。仿真结果表明,所提保护方法具有较好的速动性与选择性,且具备一定的耐受线路分布电容和过渡电阻能力。     

超高压直流系统中的直流滤波器保护

介绍了超高压直流输电系统中的直流滤波器保护,分析了直流滤波器的特点以及超高压直流输电的各种运行工况对直流滤波器保护带来的影响,提出了直流滤波器保护的总体设计思想、相应的保护原理与方案,重点讨论了差动保护和不平衡保护的实现及其应该注意的问题。     

高压直流电流测量装置的应用现状与研究进展

高压直流电流测量装置为高压直流输电系统的线路控制和保护提供输入信号。随着我国直流输电系统电压等级的不断升高,系统中的直流电流的测量已成为一个新课题。文章首先综述了已在国内外直流输电工程中运行的高压直流电流测量装置的结构和工作原理,指出各自存在的问题。然后介绍了我国在高压直流电流测量技术领域的研究进展,主要涵盖零磁通直流电流互感器、有源式直流电流互感器、全光纤式直流电流互感器、基于巨磁电阻效应的直流电流互感器和基于光纤光栅器件的直流电流互感器,希望能为未来高压直流电流测量装置的设计、实施与运行维护提供有益的参考。     

变压器谐波闭锁差动保护新判据

分析了变压器差动保护中的励磁涌流二次谐波成分,认为对称性涌流中的二次谐波分量对于闭锁谐波制动差动保护是足够的,提出借助直流分量加强二次谐波作用的新判据.提出的另一判据是用定增斜率制动特性取代原用的双斜率制动特性.分析计算、试验和试运行经验证明了所提出的新判据正确、可行.     

电力系统直流电源支路接地指示装置

论述了现有的直流系统接地故障检测方法及其不足之处,介绍了一种新的直流支路接地故障指示装置。该装置采用磁调制技术,检测直流支路的差电流,来判断该直流支路是否有接地故障,且通过判断差电流的方向可以确定直流支路的接地极性。其对直流系统无任何不良影响,不受直流系统分布电容的影响,能准确判断故障所在直流支路,易于安装,抗干扰性强。     

基于差流检测法的分布式直流接地巡检系统

绝缘监察装置是变电站和发电厂用直流操作电源必备的检测装置。对传统的绝缘监测的方法的原理进行了分析,并指出其存在的问题。在此基础上,对差流检测法的基本原理进行分析,其采用对正负母线绝缘检测电阻的定时切换,形成不平衡桥,可检测出正负母线对地绝缘电阻;与直流漏电传感器相结合,可实现直流馈出支路绝缘故障的极性和阻值检测。介绍了以此为基础的分布式直流接地巡检系统的工作原理,该系统能准确定位绝缘电阻下降或接地分支,既可监测输出直流支路任意极性绝缘下降或接地故障,也可监测直流支路正极、负极绝缘同时下降的情况。该系统组态灵活,尤其适合监测范围大,分支回路多的直流电源系统。