光电互感器及其测量系统在HVDC中的应用研究

光电互感器具有结构简单、抗干扰能力强、响应迅速等优点,使其在高压直流系统(HVDC)中得到了广泛的应用。笔者分别介绍了基于罗戈夫斯基线圈、精密电阻的光电电流互感器(OCT)和基于阻容分压元件的光电电压互感器(OVT)的结构组成、测量系统的工作原理以及其在高压换流站中的应用情况,并结合光电传感器及其测量系统在实际工程的典型故障案例,分析了故障产生的原因及对高压直流控制保护系统的影响,为光电互感器的运行及其在后续工程中的改进提供一定的借鉴。     

特高压多端混合直流输电工程电子式电流互感器测量异常分析

通过研究昆柳龙直流输电工程的典型电子式电流互感器测量异常事件,分析不同测点的测量异常对直流控制保护系统的影响,以及电子式电流互感器出现测量异常的原因。最后介绍了昆柳龙直流工程目前针对电子式电流互感器测量异常的处置策略,对其他特高压直流工程电子式电流互感器测量异常处置具有参考意义。     

特高压直流输电工程控制保护系统的初步方案

结合特高压直流输电工程的主回路接线特点，分析了特高压直流控制保护系统与常规直流的不同之处以及特殊要求，并对控制保护系统的整体结构、控制策略、分层及冗余、控制功能的分配及保护配置等进行了全面分析和研究，提出了可能的特高压直流控制保护系统的整体方案。     

防止特高压直流工程单双极闭锁的关键措施

特高压直流输电工程因其输送容量大、送电距离远得到越来越广泛的应用,然而,直流系统单双极的强迫停运严重影响着其安全运行。针对直流系统潜在的风险,从主回路接线方式和控制保护策略等方面开展了特高压直流输电工程主接线方案优化、直流线路重启动策略、金属回线自动转换方案、双极中性母线差动保护动作时序和直流滤波器保护配置等研究,提出了防止特高压直流工程单双极闭锁的关键措施。通过实时数字仿真系统对提出的措施进行了仿真分析,仿真结果及工程应用验证了措施的有效性。研究结果对提高直流系统运行可靠性、提升直流工程成套设计水平具有实际指导意义。     

±800 kV特高压直流保护优化研究

±800 kV特高压直流输电系统在电网中起到重要的资源调配作用。介绍了特高压直流保护的特点和保护分区,在对比分析云广和糯扎渡工程直流保护配置和保护功能逻辑基础上,研究特高压直流保护的优化。重点介绍了糯扎渡工程中极差动保护、金属回线差动保护和直流滤波器C1不平衡保护的保护配置、逻辑及其优化情况。优化后的直流保护配置和保护逻辑能够提高保护系统的速动性和可靠性,增强了特高压直流系统的稳定水平,对其他直流系统运行维护和后续工程设计也有一定的参考意义。     

特高压直流控制保护系统综述

特高压换流站控制保护系统的分层结构采用分层分布式配置原则,两个极和每一极的每个换流单元的控制设备配置完全独立,并从I/O采样单元、传送数据总线、主设备到控制出口按完全双重化原则配置。直流控制系统的控制层根据特高压直流系统阀组串联的特点,分为双极控制层、极控制层、换流器控制层。特高压直流保护每一个设备或保护区都至少配置3套以上的独立保护,每套独立的保护均为性能完善的保护,使用独立的数据采集单元、通道和电源,分别组屏安装。文章对特高压直流控制保护系统进行了综述,从特高压直流控制保护系统的结构分层开始,介绍了特高压直流控制保护系统的控制与保护功能配置。     

云广特高压直流测量总线故障识别和切换逻辑研究

云广特高压直流控制保护系统通过冗余配置的测量总线获取现场测量的数据,实现特高压直流系统稳定运行。文章介绍了云广直流工程测量系统的配置,分析测量总线故障识别方法以及故障情况下的切换逻辑,结合运行中出现的问题,指出故障识别设计中的缺陷,提出了改进方法并在现场得到应用。     

直流测量总线切换对特高压直流保护系统的影响

南方电网特高压直流工程直流测量系统采用集中处理方式,现场采集的数据量由测量系统预处理后,再经测量总线(TDM总线)传输至控制保护系统,因此,要求测量系统与各控制保护系统之间测量数据传输有更高的可靠性。介绍了高压直流控制保护系统的配置,对其测量总线的切换逻辑进行了分析。结合实例分析了测量总线的切换对特高压直流保护系统所产生的不良影响,并对所暴露出的问题提出了改进建议。     

网侧分层接入500kV/1000kV交流电网的特高压直流系统控制保护方案

受端分层接入500 kV/1000 kV不同电压等级交流电网的特高压直流接线方式在世界上属于首创,其控制保护没有可借鉴的经验。系统研究了该种接线方式的直流控制保护系统方案。分析了特高压直流受端网侧分层接入500 kV/1000 kV交流系统接线方式对直流控制保护的特殊要求,提出了网侧分层接入特高压直流控制保护系统的分层结构和功能配置方案,分析了功率正送和功率反送运行方式下直流控制策略的差异,提出了适用于正、反送运行方式的直流控制策略。对分层接入控制系统的关键功能,如阀组间电压平衡控制、分接头控制、无功控制、功率转移及分配等功能进行了分析和研究,提出了各功能的原理及实现方法。提出了受端分层接入直流工程直流保护的分区和功能配置,以及与常规特高压直流工程的差异。最后对直流场测点配置进行了分析。研究成果已应用于在建的分层接入特高压直流工程。     

特高压直流输电控制系统结构配置分析

为了提高特高压直流输电系统可靠性,对特高压直流控制系统结构配置进行了分析。在常规直流输电控制系统的基础上提出3种特高压直流控制系统的结构配置方案,并在主机数、负载率、可靠性、信息交换量和系统复杂度方面进行了对比,得到双极/极控制与高低压12脉动阀组控制独立设置的直流控制系统优化配置方案。通过对控制系统进行分层设置及软件合理分布,降低了控制系统各部分之间的耦合,提高了系统可靠性。该优化配置方案在±800 kV特高压仿真系统控制样机上得到了验证,研究成果将运用于实际工程,以满足特高压直流系统高可靠性的要求。     

超特高压直流电压互感器的原理及误差分析

为适应西电东输的能源传输战略,超特高压直流输电技术的发展将是必然趋势.直流互感器是超特高压直流输电工程中的重要设备,对保证超特高压直流输电系统的安全稳定运行具有重要作用.首先介绍了直流输电技术的发展进程,进而重点对直流电压互感器的测量原理进行了详细介绍.测量误差是直流电压互感器最重要的性能指标,对直流电压互感器测量误差的产生因素进行了分析,并给出了相应的改进措施和研究方向,为直流互感器的国产化研制奠定基础.     

±800kV特高压直流输电控制保护系统分析

为探讨特高压直流(UHVDC)控制保护与常规高压直流(HVDC)控制保护的异同点,深入分析了特高压直流控制保护系统的独有特点。以向上特高压直流输电工程为例,介绍了特高压直流控制保护系统的框架、配置特点以及与常规高压直流控制保护系统的异同,分析了特高压直流在功率补偿、阀组控制、换流单元的在线投退策略、融冰运行模式等方面控制算法的变化,最后阐述了基于常规高压直流保护改进的换流变压器压器饱和保护和最后断路器保护原理以及特高压直流特有的保护功能。分析结果表明,特高压直流采用双12脉动阀串联结构,并增加了旁路开关等阀连接母线区,其一次系统接线的独有特点及更高可靠性的要求是特高压直流控制保护系统与常规高压直流控制保护系统有所区别的主要原因。DCC800特高压直流控制保护系统拥有控制UHVDC串联阀组的能力,增加了阀组之间的协调控制和保护,使特高压运行方式更具灵活性和多样性;特高压直流采用"三取二"保护原理和冗余的增强型时分多路复用(eTDM)总线,并较好地解决了主机死机的问题,整体可靠性更高。     

云广特高压与贵广直流工程直流保护系统的异同点

云广特高压直流工程作为世界上第一个±800 kV直流输电工程,采用双12脉动换流器串联的接线方式,其控制保护系统采用分层分布式结构。为方便研究云广特高压工程直流保护系统的软硬件配置及特有的保护功能设置,从硬件、软件及保护功能设置等方面,对云广特高压及贵广工程的直流保护系统进行了分析比较。云广特高压工程直流保护系统的设计比常规直流工程复杂,因接线方式的特殊性需增加相应保护设置,只与单12脉动换流器相关的故障需结合高速旁路开关隔离故障以维持直流系统继续运行。     

特高压直流输电交流滤波器小组检修功能的设计

介绍了特高压直流输电工程交流滤波器保护系统的发展,结合溪浙工程特高压直流输电交流滤波器的特点及工程现场实际运行需求,针对交流滤波器小组光电流互感器的硬件特性,通过许继自主开发的软件平台,设计交流滤波器小组检修功能。阐述交流滤波器大组集中化配置中小组光电流互感器故障时,检修功能的实现方法。交流滤波器小组检修功能,对于大负荷运行的特高压直流系统十分必要,可增强系统的可靠性。     

特高压DCC800直流控制保护系统监视策略和切换逻辑的研究

根据向上、锦苏特高压直流输电工程的控制保护的实际配置,详细讨论了DCC800控制保护系统的系统监视策略和切换逻辑,包括对eTDM总线的监视和测量元件的监视,如交流CT、直流CT、直流分压器和光CT等.研究了在各种情况下,切换逻辑的实现原理和方式;通过工程投运后的实际验证,证明DCC800系统监视策略和切换逻辑是稳定、可靠的.     

送端弱系统对特高压直流工程调试和运行的影响

特高压直流系统输送容量大、无功消耗大、控制复杂,而弱送端系统网架和电源构成简单,直流故障或扰动给电网运行控制带来诸多问题,分析特高压直流工程弱送端系统在电网安全稳定运行、直流启动与功率升降、过电压、机网协调等方面诸多问题,给出了相应的控制策略,并结合复奉特高压直流工程系统调试情况提出了弱送端系统特高压直流工程调试项目优化、电网运行方式和稳定控制措施、电压/无功控制、直流线路保护配置等方面需注意的问题及相应控制措施,同时分析了在特高压直流工程弱送端系统运行时的一些其他现象,文中结论对特高压直流工程规划、建设和运行具有一定的指导意义。     

直流输电系统电子式电流互感器故障统计分析

随着特高压直流工程建设不断提速,电子式电流互感器在特高压直流输电系统中应用数量逐步增长,故障统计样本不断丰富,暴露出的一系列问题,严重威胁电网安全稳定运行。为掌握电子式电流互感器的运行现状,针对国家电网公司直流工程应用于直流保护系统的电子式电流互感器故障进行统计分析。统计数据表明,电子式电流互感器故障率远高于电磁式电流互感器,光学电流互感器故障率高于光电式电流互感器。根据各故障部件统计数据,结合典型故障分析,总结电子式电流互感器高故障率的原因和薄弱环节,给出薄弱环节提升建议,为后续电子式电流互感器技术的研究和应用提供参考依据。     

特高压直流输电控制与保护技术的研究

随着特高压大电网和交直流并网的开展,直流输电技术逐渐被广泛应用在实际工程中.在直流输电系统和换流技术研究的基础上,结合云广±800 kV特高压直流输电工程,系统地介绍了直流输电控制保护系统的分层冗余结构以及不同故障对应的保护措施,并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案.特高压直流输电控制保护系统的研究对特高压大电网和交直流并网的可靠、有效运行具有十分重大的意义.     

基于北斗同步的特高压直流电流互感器现场校准装置的设计

为了解决特高压直流电流互感器运行期间无法进行校准试验的问题,本文设计了一套基于北斗同步的特高压直流电流互感器现场校准装置。文中首先简述了特高压直流输电系统和北斗同步技术,并在此基础上提出了现场校准方案和溯源方案,给出了设计方案,最后进行了实验验证。结果表明,本文设计的现场校准装置能够有效解决电流互感器现场校准问题,为输电系统的控制、保护和测量提供保障。     

±800kV特高压直流全光纤电流互感器研制及应用研究

文中介绍了一种作者研制的新型±800 kV特高压直流全光纤电流互感器,并进行了为期1年的试运行。直流全光纤电流互感器采用Faraday磁光效应原理,采用光纤作为传感介质。文中介绍了±800 kV直流全光纤电流互感器的原理、构成、关键技术、测试试验及试运行情况,针对不同的直流保护方案提出了直流全光纤电流互感器的配置建议。测试试验及试运行表明:文中研制的直流全光纤电流互感器测量精度达到0.2级,阶跃响应小于125μs,主要技术指标(包括测量精度、响应时间、温度稳定性、抗振性能及绝缘性能等)能够满足特高压直流换流站的应用需求,直流全光纤电流互感器在特高压直流输电系统具有很好的应用前景。