高压直流换流站的雷电过电压保护

本文综合几年来电科院对高压直流换流站防雷保护的研究成果和国外高压直流输电工程的运行经验,对高压直流换流站中各主要设备上的雷电过电压及保护方式进行了全面分析,并推荐出典型的保护方案。     

直流输电工程换流站无线电干扰测试分析

换流站的无线电干扰是直流输电中的一个重要问题。本文通过对换流站无线电干扰的实测和分析,提出了经屏蔽的阀厅的换流站干扰源所在,其对周围的干扰影响高压交流相比是不大的。     

特高压直流输电系统换流站故障过电压研究

±800 kV特高压直流输电系统换流站内电容性和电感性组件较多,在发生短路故障时容易引起过电压现象。研究各种操作和故障情况下过电压的特性,保证系统的安全稳定运行非常重要。利用PSCAD仿真软件建立了±800 kV云南—广东特高压直流输电工程的模型,在换流站内选取了换流阀阀顶对中性母线短路故障和换流变压器阀侧单相接地两种典型故障工况进行了研究。结果表明阀顶对中性母线故障时非故障极线路过电压水平较高,在上组四个换流变压器阀侧绕组中高压端Y/Y绕组端子处单相接地时的过电压水平最高。     

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.     

一起直流滤波器保护误动分析及算法优化建议

本文分析了金中直流在双极大地回线运行时一起直流线路故障导致直流滤波器保护误动的原因,指出故障的原因为直流滤波器保护算法不合理从而导致区外故障时直流滤波器保护比率差动误动作,详细分析算法后给出了相应的优化措施。实践证明,优化后的直流滤波器保护算法有效地提高了直流输电系统运行的可靠性。     

特高压直流输电系统换流站内部故障电磁暂态响应特性及控制策略

以云广±800kV直流输电系统为例,基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,研究换流站内部阀误开通和不开通2种故障工况,仿真分析整流站和逆变站内部分别发生阀误开通和不开通故障的情况,并对故障引起的系统电磁暂态过程及相应的控制系统策略进行了深入研究。得出以下结论:1)逆变阀发生误开通故障时,会引起换相失败,同时在极线上会出现过电流。但由于一般不会连续发生误开通故障,因而不会出现振荡过电流和过电压;2)整流阀发生误开通故障的可能性比较小,即使开通也仅是提前开通,因此对直流系统的影响比较小;3)逆变侧发生连续不开通故障比整流侧发生连续不开通故障所引起的直流电流振荡幅值大,同时引起的中性线过电压及对负极的影响也大;4)双极运行时,一极发生连续不开通或发生单次误开通,会对另一极运行有影响,引起较小波动。但是该健全极仍可运行,传输一半的功率;5)当故障引起直流电流、电压较大振荡时,整流侧控制系统通过定电流控制与αmin之间的切换来实现系统快速恢复,逆变侧则通过定关断角控制和定电流控制之间的相互切换,使系统快速恢复正常。     

高压直流输电线路保护分析

针对高压直流输电线路保护的特点,较全面的概述了直流线路故障特征以及直流线路故障的配置原理和直流线路保护动作顺序,比较分析了ABB公司和Siemens公司的行波保护判据,结合天广直流输电工程,采用MATLAB对天广直流输电工程中Siemens公司的行波保护进行仿真分析。     

三峡直流输电工程控制保护系统故障及处理

对政平、龙泉、江陵、鹅城等三峡直流输电工程相关换流站的直流控制保护系统自投运以来的故障做了统计性分析,介绍了提高直流控制保护系统可靠性的措施。直流控制保护系统的故障集中表现为控制系统主机故障及输入输出板卡故障。通过采取硬件改进、操作系统升级、改善现场运行环境、完善控制保护系统自检逻辑等措施,使直流控制保护系统的故障率大大降低,从而进一步提升了三峡直流输电工程的可靠性。     

基于特征谐波电流积分比值的HVDC整流站保护优化方案

针对现有高压直流输电(HVDC)系统换流站保护在区外交流系统故障时误动作的问题,提出了基于特征谐波电流积分比值的HVDC整流站保护优化方案.此方案利用换流变压器一次侧与送端交流线路的特征谐波电流积分比值来识别整流站区内外故障.当发生整流站区内故障时,该比值大于1;当发生整流站区外故障时,该比值小于1.进而考虑整流站保护...     

龙泉换流站直流控制保护系统运行分析

由于运行时间较长以及性能存在一些缺陷,龙泉换流站直流控制保护系统近年来多次发生故障,对电网的运行带来了不利影响。对龙泉换流站直流控制保护系统近几年来的故障情况进行统计,对故障原因进行分析,并指出当前龙泉换流站直流控制保护系统运行维护工作存在的难题。根据分析结果,提出相应的技术改造方案。该技术改造方案不仅可以有效解决龙泉换流站直流控制保护系统存在的缺陷及问题,而且对其他高压直流输电工程的建设和运行维护工作也有较好的参考作用。     

高压直流换流站的关键建站条件

高压直流输电在远距离、大容量输电中发挥着极其重要的作用,合理选择高压直流输电工程换流站站址是优化工程设计、降低工程投资、确保工程安全稳定运行的基础和保证。针对高压直流换流站建站条件不同于交流变电站的特点,就直流场设备污秽外绝缘、环境影响、大件运输和水源条件等方面因素,分析总结换流站站址选择应注意的关键技术要点。     

共换流站双回直流输电工程直流控制系统优化研究

针对溪洛渡右岸电站送电广东直流工程两回直流共起落点、共换流站、直流线路同塔双回并架的工程特点,从系统运行方式、直流控制系统的结构与功能配置等方面和单回直流工程进行分析、比较,在此基础上,进一步研究了双回直流控制系统的分层结构、功能配置以及系统协调控制的原则、策略等。提出了双回直流工程控制系统的硬件配置方案,最终给出了新增两个双极间协调控制功能,采取备用功能和回间隔离等直流控制系统的优化措施。配置方案和优化措施已在实际工程得到应用。该研究对后续该类工程控制保护系统的设计、施工、运行维护方面具有一定的指导意义。     

考虑故障阀臂封锁条件下的VSC-HVDC换流器故障诊断算法

针对两电平柔性直流输电(VSC-HVDC)系统换流器内部常见的IGBT阀器件短路失效、桥臂直通、交流侧单相接地、交流侧两相短路、直流单极接地这5类贯穿故障,研究了换流器故障保护与诊断的协调配合方案,分析了保护闭锁条件下系统直流电压及交流电流的变化规律,据此提出了利用闭锁时刻的直流电压及闭锁后2个周期的三相交流电流作为特征信号进行换流器故障分类与定位的诊断方法,并确定了用于区分故障类型的电压、电流诊断阈值。对换流器严重贯穿故障进行仿真,利用PSCAD/EMTDC模型对所提出的诊断方法进行了验证,结果表明该方法不仅能可靠识别故障类型,还能准确定位故障位置,可用于故障阀臂闭锁条件下VSC-HVDC换流器的故障诊断。     

HVDC换流器故障分析与仿真研究

介绍了HVDC换流器的几种短路故障工作原理,对HVDC换流器阀的短路故障以及换流器直流侧短路故障、交流侧单相接地故障、交流侧相间故障进行了详细地分析.在Matlab/Simulink下对HVDC换流器的故障进行了仿真,并选取了故障特征量进行了采样,通过编程仿真,得出几种故障的特征量曲线波形图,清晰地说明了高压直流输电中阀故障对输电系统可靠性造成的极大危害.     

基于电流突变量比值的高压直流输电线路纵联保护方案

针对现有的高压直流输电(HVDC)线路纵联差动保护可靠性不足且动作延时较长的问题,提出了基于电流突变量比值的HVDC线路纵联保护方案。该方案利用特定频率下直流滤波器组和HVDC线路中的电流突变量比值的大小识别故障发生的位置。当发生区内故障时,整流侧电流突变量的比值和逆变侧电流突变量的比值均在1附近;当发生区外故障时,整流侧电流突变量的比值和逆变侧电流突变量的比值中必有一个远大于1。仿真结果与现场录波数据测试表明,基于电流突变量比值的HVDC线路纵联保护方案能够在各种工况下准确快速地识别区内外故障。     

高压直流控制保护系统控制总线应用分析

对不同的高压直流控制保护系统控制总线结构进行分析,对其特点及功能应用进行总结。     

逆变侧换流变压器故障性涌流产生机理及其对差动保护的影响

针对特高压直流系统逆变侧阀侧接地故障可能引发换流变压器故障性涌流的问题,讨论故障位于不同电压等级换流桥以及不同时刻下阀桥通断情况的差异,分析换相失败后阀侧故障电流特征,阐述逆变侧故障性涌流产生机理及其特征。在此基础上,分析计及故障性涌流影响的换流变差动保护动作特性。研究结果表明,故障性涌流可能导致换流变区外转区内故障时差动保护误闭锁,针对该问题,根据故障时阀侧电流直流分量发生极性反转的特点,提出一种新的防止差动保护误闭锁的解决方案。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析的正确性。     

考虑交直流侧协调的模块化多电平换流站直流线路保护方案

在换流站保护中,交直流保护之间往往缺乏配合,且存在直流保护的速动性难以满足要求、故障区域难以确定等难点。为此,根据模块化多电平换流器(MMC)闭锁前后直流二次谐波电流与交流负序电流特征,提出了换流站交直流故障辨识方法,可有效区分交、直流故障,确定故障区域。在此基础上,提出了交、直流侧协调配合的换流站直流保护方案。最后,结合光伏直流汇集接入系统的PSCAD/EMTDC模型,验证了交直流故障辨识方法的可行性以及交、直流侧协调配合的直流保护方案的可靠性。结果表明,所提方法能有效识别交、直流故障,且受过渡电阻的影响较小。