牛从直流从西站典型故障仿真分析研究

本文分析牛从直流从西站发生各典型故障时的发展趋势以及控制保护系统的动作原理,找出当前系统存在的不足,以提高直流系统运行可靠性。在牛从直流PSCAD/EMTDC仿真模型中设置从西站多种故障,对故障发展趋势以及控制保护系统动作原理进行深入研究发现:从西站换流变以及阀区故障都会引起换相失败;换流变网侧故障对直流系统影响有限,故障消除后系统可恢复正常;阀短路、换流变阀侧故障以及阀桥之间母线接地时,保护会迅速动作隔离故障;直流出口短路将导致两站接地极长时流过高压直流电流,建议提高保护灵敏度。     

中压直流配电系统故障过电压水平分析

为解决珠海"互联网+"柔性直流配电系统的绝缘配合问题,运用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了三端柔性直流配电系统模型,对主换流器区域和直流线路区域的典型故障事件、保护动作后的系统关键位置过电压水平进行仿真,并通过同类故障点间的比较得到每种故障事件下的过电压最大水平。仿真结果表明,主换流器区域的桥臂电抗器阀侧接地故障、直流电抗器阀侧极间短路故障是过电压较严重的2种故障情况;直流线路区域的极间短路故障发生时,主换流器区域过电压较直流线路区域更严重;主换流器区域的联接变压器阀侧单相接地故障和直流线路区域的首端单极接地故障特性较相似。     

舟山多端柔性直流输电工程换流站内部暂态过电压

舟山多端柔性直流输电工程建成后将成为世界上第一个基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的五端柔性直流输电工程。为研究各换流站的过电压水平,依托舟山多端柔性直流输电示范工程,详细分析了换流站交直流侧的过电压机理,建立了基于详细控制保护策略的五端柔性直流输电系统过电压仿真模型,计算了换流站联结变压器阀侧单相接地、桥臂电抗器阀侧单相接地、直流极线接地、直流平波电抗器阀侧直流母线接地和直流极间短路等故障在换流站关键设备上产生的过电压。结果表明：联结变压器阀侧交流母线上的最大过电压为360 kV;直流极线上的最大过电压为370 kV,直流平波电抗器阀侧直流母线的最大过电压为369 kV,避雷器CB和D承受的最大能量分别为1.258 MJ和1.655 MJ;星形电抗接地支路中性点上的最大过电压为188 kV;桥臂电抗器两端产生的最大过电压为235 kV。计算结果可为该工程换流站的绝缘配合研究以及相关设备的选型、试验等提供重要依据。     

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。     

苏州同里±10 kV柔性直流配电系统直流故障特性研究

基于苏州同里±10 kV直流配电系统参数,针对直流单极接地和极间短路故障暂态特性进行了研究。采用示范工程系统结构及控制策略,利用PSCAD建立了电磁暂态模型,针对系统交流侧、换流器侧、直流侧和负荷侧进行了故障过电压、过电流研究,分析了接地电阻对直流侧电压和电流的影响。结果表明：系统直流侧发生单极接地故障时,交流侧出现持续直流分量,换流器不闭锁,DC-DC变换器高压侧电容放电;故障接地电阻对直流侧电压、电流影响大;极间短路故障产生严重过电流,将触发换流器过电流保护,导致换流器闭锁;故障电流是产生过电压的重要原因;电感元件两端过电压较大,极间故障对系统交流侧影响较小。     

混联半波长系统穿越站内交流母线故障研究

交直流混联半波长系统是解决半波长沿线供能的有效途径。当直流端站内的交流母线发生短路故障且故障不被及时切除,半波长交流系统沿线的工频过电压水平升高,会导致过压保护动作甩掉直流系统,直流系统阀侧还会受过电流冲击。本文提出在直流母线处接入限流模块的方法来限制故障电流上升速度,以此稳定直流电压,尽可能使交流系统在故障工况下能继续为直流系统供能,提高系统的故障穿越能力。最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

苏州同里±10 kV柔性直流配电系统直流故障特性研究

基于苏州同里±10 kV直流配电系统参数,针对直流单极接地和极间短路故障暂态特性进行了研究.采用示范工程系统结构及控制策略,利用PSCAD建立了电磁暂态模型,针对系统交流侧、换流器侧、直流侧和负荷侧进行了故障过电压、过电流研究,分析了接地电阻对直流侧电压和电流的影响.结果 表明:系统直流侧发生单极接地故障时,交流侧出现持续直流分量,换流器不闭锁,DC-DC变换器高压侧电容放电;故障接地电阻对直流侧电压、电流影响大;极间短路故障产生严重过电流,将触发换流器过电流保护,导致换流器闭锁;故障电流是产生过电压的重要原因;电感元件两端过电压较大,极间故障对系统交流侧影响较小.     

基于PSASP的特高压直流与湖南受端交流 系统相互影响研究

基于湖南电网规划数据,采用电力系统分析综合程序,从直流闭锁时湖南电网频率、潮流、功角和电压的变化、以及直流受端发生交流系统接地故障时部分参数变化等方面,探讨了酒泉—湘潭±800 kV直流线路和湖南受端交流系统间可能存在的相互影响。结果表明:若发生直流闭锁,湖南电网未超出正常运行条件下频率偏差限值,湘鄂联络线的岗市—葛换线路出现过载问题,省内发电机未出现功角失稳,湖南换流站的交流母线出现过电压;直流线路受端的交流系统若发生接地故障,由此引起连续换相失败并带来直流闭锁的可能性不大。     

换流站内的交流系统故障分析及保护动作特性研究

换流站内发生的交流系统故障会对交直流系统产生严重的危害。通过对换流阀换相电压的特性分析指出：站内发生交流接地时会伴随桥臂短路及交流系统复故障的出现;相间故障则表现为不平衡换相。通过接地故障发生后换流阀的电流时间函数来说明故障电流呈现交流多相短路的特征。通过故障等效交流电路来研究交直流保护特性,并得出结论：对于接地故障,电流互感器（current transformer,CT）安装在不同位置时,阀短路保护、桥差保护均能正确动作;但发生相间故障时,却会造成某些工况下保护不能动作;在连接高端阀的交流系统接地时交流保护的距离元件有时会有超越现象。最后提出采用零序补偿分量的方法来提高启动元件的性能。CIGRE高压直流（high voltage direct current,HYDC）模型验证了分析结论。     

天广直流系统中性母线过电压机制研究

基于天广±500 kV高压直流输电系统工程改造后的控制和保护策略,研究了各种故障下中性母线过电压的情况,将不同故障下的过电压过程分为几个阶段进行分析,阐述各阶段故障电流流向和过电压机制。研究结果表明,换流变阀侧出线和换流桥出线接地故障引起的通过中性母线E避雷器的能量不能由控制和保护系统进行控制,中性母线E避雷器必须有足够的流通容量;直流系统回路断线故障引起的通过中性母线E避雷器能量随控制保护动作时延的缩短而减小。     

双极MMC-HVDC系统站内接地故障特性及保护策略

针对双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器(MMC)交直流出口接地故障,研究了换流器闭锁后的电压电流暂态特性,并推导了故障分量的数学解析式。研究结果表明,交流出口发生单相接地故障时,换流器闭锁后非故障相上、下桥臂分别出现了过电压和过电流现象,并且交流侧电流出现直流偏置导致故障相短路电流不存在过零点。直流出口发生单极接地故障,换流器闭锁后桥臂短路电流主要由交流系统注入的稳态电流和上下桥臂电抗间衰减的环流构成。针对交流出口发生单相接地故障这一特殊的故障特性,提出了一种选相跳闸保护策略,解决了故障电流不存在过零点时交流断路器无法正常断开的难题。最后搭建了张北四端环网结构柔性直流电网仿真模型,仿真结果验证了换流器出口故障特性分析的准确性以及所提选相跳闸保护策略的有效性和可行性。     

天生桥—广州直流工程控制保护系统改造后的过电压分析

基于改造后的天生桥—广州±500 kV高压直流输电工程,计算分析了在换流变Y/Y线圈阀侧单相接地、交流相间操作冲击、逆变侧失交流电源和逆变侧闭锁而旁通对未解锁4种典型故障工况下的系统过电压,确保在改造后的控制保护系统下,系统各点过电压及避雷器能耗限制在合理范围内,各电气设备能安全运行。分析结果表明:换流变Y/Y线圈阀侧单相接地故障将在中性母线上产生较高过电压,中性母线避雷器能耗较大;交流相间操作冲击会在阀两端产生较大过电压,阀避雷器动作;逆变侧失交流电源会在逆变站交流母线产生较高过电压,交流母线避雷器动作。逆变侧闭锁而旁通对未解锁会在逆变侧直流极线产生很高的过电压,直流极线避雷器能耗较大。上述4种故障工况下,各避雷器能耗均未超过设计通流容量,避雷器能安全稳定运行。     

张北柔直电网工程直流线路短路过程中直流过电压分析

为解决目前我国间歇式清洁能源大规模、远距离消纳面临的问题,推动全球能源互联网先进输电技术研发,国家电网公司拟在张北建设±500k V四端柔性直流电网示范工程。当直流线路发生短路故障时,故障侧换流站闭锁,继而直流断路器动作切断故障线路,此时换流器直流输出端口出现直流过电压,该过电压是配备了直流断路器的直流电网所特有的,因为该过电压是直流断路器动作后,导致故障侧换流站输入和输出功率不平衡,未闭锁的换流站通过无故障线路给闭锁换流站子模块电容器充电引起的。该示范工程将实现直流断路器的首次工程应用,调整直流断路器的动作策略将会明显的抑制该直流过电压。该文分别对近送端换流站和近受端换流站直流线路故障引起的直流过电压进行分析,详细描述过电压的机理以及动态过程,并给出相应的措施来抑制直流过电压。     

光伏中压直流汇集系统双极短路特性分析及连锁过电压抑制

为了解决光伏中压直流汇集系统直流变压器中压侧双极短路故障问题,根据系统拓扑划分为直流线路送端和受端2种情形展开详细讨论,通过不同的故障回路计算出双极短路时网侧和机侧对短路点的故障电流分量,给系统保护的参数整定提供依据,进一步分析了其直流低压母线连锁过电压产生机理,并提出过电压的有源抑制方法,避免了光伏阵列频繁解列.仿真...     

一起由母线单相接地引发的母差保护异常动作分析

对一起由母线单相接地引发的母差保护异常动作进行了深入研究。在35 kV中性点不接地的系统中,母线发生单相接地,母差保护动作,母联开关跳闸,母线其它开关未动。通过对故障录波器的录波数据和系统短路电流流向的分析,得出是异地两相接地短路造成了母差保护动作,由于电压闭锁的设计使母差保护发生了异常动作。     

闭锁状态下MMC子模块电容充电升压机理及对策

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在闭锁状态下子模块电容充电升压的现象,对子模块过电压旁路保护策略提出改进意见。首先详细分析了柔直对称单极系统中,MMC阀侧发生接地故障且被闭锁后,健全相电压幅值被抬高等现象。由于直流线路存在分布电容的原因,健全相桥臂电容充电升压,本文总结了引起该充电过程的条件和因素,提出了闭锁状态下防止子模块过电压误旁路的新的保护策略,最后在一个三端柔性直流系统PSCAD模型上的仿真分析全面验证了闭锁状态下子模块充电升压的机理,所提出的子模块过电压旁路保护改进策略可以避免子模块误旁路,从而降低MMC的检修工作量。     

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.     

一起由母线单相接地引发的母差保护异常动作分析

对一起由母线单相接地引发的母差保护异常动作进行了深入研究.在35 kV中性点不接地的系统中,母线发生单相接地,母差保护动作,母联开关跳闸,母线其它开关未动.通过对故障录波器的录波数据和系统短路电流流向的分析,得出是异地两相接地短路造成了母差保护动作,由于电压闭锁的设计使母差保护发生了异常动作.     

特高压柔性直流输电阀区接地故障保护策略

特高压柔性直流换流阀的全桥子模块数目足够多时,换流阀具有阻断故障电流的能力.在保护动作以后,只通过闭锁换流阀就能隔离交流连接线区域和上、下桥臂之间区域的接地故障.换流阀隔离刀闸与直流母线之间区域和高、低压换流阀隔离刀闸之间区域的接地故障,只能采取闭锁极的方法.而换流阀与换流阀隔离刀闸之间区域的接地故障,乌东德特高压混合...     

直流系统接地故障的查找

发电厂和变电所的直流系统是蓄电池组与浮充装置并联供给直流负荷的运行系统。直流电源的正负母线对地是绝缘的 ,当回路发生一点接地时 ,在一般情况下不影响直流系统的运行。但当回路发生两点或多点接地时 ,就会造成正负极短路、开关与保护误动或拒动 ;此外 ,在特殊情况下 ,一点接地也可能造成保护误动作。直流系统接地故障在发电厂经常发生。对于运行环境差、运行时间长的设备 ,发生故障的机会更多 ,而且往往会同时出现几个接地点 ,查找起来显得非常困难。1　直流监察装置的构成直流母线一般分为两段 ,两段母线共用一套绝缘监察装置。直流…