背靠背柔性直流输电系统充电期间接地故障特性和保护定值设计

对称单极结构背靠背柔性直流输电系统(back-to-back flexible DC transmission system, DC-BTB)带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时故障特征不明显,易造成保护拒动;正常充电期间存在正负极不平衡电压,易造成保护误动。针对此问题,分析带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时的特征量,并与运行期间相同故障下的特征量进行对比;分析正常充电和极对地故障下正负极不平衡电压特征;针对不同接地故障及其特征,优化换流变压器阀侧零序过压保护、换流变压器阀侧中性点过流保护和直流电压不平衡保护的定值设计。最后,基于实际控制保护装置,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system, RTDS)中搭建模型进行仿真分析,结果表明经定值优化后的保护可有效识别充电期间接地故障特征和正常充电特征。仿真结果验证了所提定值优化设计方法的可靠性。     

特高压直流输电线路故障过电压的研究

以±800 kV向家坝-上海特高压直流输电工程为背景,应用电磁暂态计算软件EMTDC建立了特高压直流输电系统模型,详细研究了特高压直流线路距整流站不同距离发生对地闪络故障时过电压的沿线分布及水平,指出直流线路中点故障时非故障极线路中点的过电压幅值最高,并分析了其形成机理,计算分析了杆塔接地电阻、换流站端部阻抗、线路长度及线路参数等因素对线路过电压水平的影响,给出了限制过电压水平的合理性建议。     

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。     

直流侧故障下MMC-HVDC输电线路过电压计算

针对基于模块化多电平换流器的高压直流（modular multi-level converter-high voltage direct current,MMC-HVDC）输电系统,为了快速而有效地计算其直流侧单极接地故障下直流线路最大过电压,详细地分析了几种相应的等效计算模型.首先,基于能量守恒定律,得到模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）的等效模型I.在该模型中,MMC被拆分为直流侧等效电路和交流侧等效电路,其中前者由2个受控电流源和1个理想电容组成.其次,考虑到单极接地故障下MMC子模块电容电压几乎不变的特性,并且直流电缆可以使用π等效电路模型替代,就能得到MMC的等效模型Ⅱ.最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了400 MW/±200 kV数字仿真模型,验证了2种等效模型的有效性.     

背靠背直流输电系统限制短路电流的研究

对背靠背直流输电系统限制短路电流作了研究,通过IEEE 30节点500kV系统短路电流计算,不仅验证了背靠背直流输电系统对限制与之相连的交流系统短路电流的有效性,而且表明了其对降低整个电网各节点的不同短路故障电流水平的有效性,同时通过对数据的分析得出了背靠背直流输电系统换流站位置的选取与降低整个电网短路电流水平密切相关的结论.     

背靠背直流输电系统的QPC功能策略优化

直流输电系统低功率运行时,换流器消耗的无功小于交流滤波器提供的无功.直流低负荷无功控制QPC通过调大触发角或熄弧角来增大换流器的无功消耗,抑制无功过剩,但整流侧因分接开关过应力的限制,常使换流器消耗过剩,无功能力受限.利用背靠背直流工程无直流线路、直流电压无需严格控制的特点,对QPC功能策略进行了优化,通过降低直流电压...     

高压直流输电系统直流滤波器接地故障机理分析

高压直流输电系统以双极大地回线方式运行,较为典型。文中对此方式下直流滤波器电容区和调谐区的接地故障机理进行了研究,先分别构建其等效电路,然后定量分析其电气量特征,最后,以仿真实验加以验证。理论分析和仿真实验均表明,采用基尔霍夫电流平衡原理的差动保护反映直流滤波器接地故障时,选择包括直流分量在内的全波电流要比选择特征谐波电流更为合理,并具有更高的灵敏性和可靠性。     

直流输电系统接地极过电压保护缺陷分析及改进措施

直流输电保护系统中的接地极过电压保护主要用于检测接地极断线故障,天广和高肇直流输电系统采用的接地极线路过电压保护中,检测到中性母线电压高于门槛值并满足延时条件后,便迅速合上高速接地开关——这一动作后果存在严重缺陷,在单极大地回线运行方式下将影响正常极的稳定运行,并很可能对换流站内设备和人身造成危害。文中结合直流输电系统接线方式分析了这一缺陷,并借助实时数字仿真(RTDS)系统和运行实例进行了验证,给出了改进建议,这有利于完善接地极保护功能,确保直流输电系统的安全稳定运行。     

背靠背供电直流系统故障分析

分析了在背靠背供电直流系统中发生接地故障和窜入交流时,对直流系统的危害,并提出了改进意见.     

直流双极闭锁故障下送端系统暂态过电压计算方法

针对特高压直流输电系统闭锁引起的暂态过电压严重威胁系统安全运行的问题,推导建立了直流双极闭锁后换流母线暂态电压的解析表达式.在此基础上,建立了送端交流系统电力网络等值模型,推导出了直流双极闭锁后送端交流系统内任一关键节点暂态过电压的计算方法.为判断送端新能源节点面临高压穿越问题的严重程度、提前发现系统薄弱环节,提出用阻...     

直流双极闭锁故障下送端系统暂态过电压计算方法

针对特高压直流输电系统闭锁引起的暂态过电压严重威胁系统安全运行的问题,推导建立了直流双极闭锁后换流母线暂态电压的解析表达式。在此基础上,建立了送端交流系统电力网络等值模型,推导出了直流双极闭锁后送端交流系统内任一关键节点暂态过电压的计算方法。为判断送端新能源节点面临高压穿越问题的严重程度、提前发现系统薄弱环节,提出用阻抗比来表征节点的暂态过电压程度。在直流双极闭锁后节点暂态电压压升值随着阻抗比增大而呈现线性升高的趋势。基于DIgSILENT仿真平台,搭建了CIGRE直流输电标准测试系统和吉泉±1100 kV高压直流送端系统,验证了送端系统暂态过电压计算方法及结论的正确性。     

楚穗直流输电系统双阀组闭锁事件及保护动作行为分析

基于±800 kV楚穗直流输电系统2012年12月15日单极双阀组相继闭锁事件,通过对现场设备的检查,相关录波和保护动作情况的分析,查明了故障原因是极1双阀组的不对称运行导致极1双阀组闭锁,同时由于接地极线路与中性母线绝缘水平不匹配,造成接地极线路闪络从而导致接地极线路不平衡保护动作。针对事件暴露的问题提出了合理的改进措施。     

背靠背直流工程灵宝换流站直流系统保护

分析了西北—华中联网背靠背直流工程系统主接线方式、运行模式以及所有可能的故障情况 ,按照直流系统保护功能规范的设计原则和要求 ,对灵宝换流站的直流系统保护进行了设计、系统配置和系统暂态仿真研究 ,工程所用装置正在控制保护系统整体功能性能的仿真测试中。     

基于PSCAD的特高压直流输电系统单相接地过电压的研究

以±800kV云广特高压直流输电工程为背景,应用电磁暂态计算软件PSCAD建立了特高压直流输电系统模型,详细研究了特高压直流线路距整流站不同距离发生对地闪络故障时过电压的沿线分布及水平,指出直流线路中点故障时非故障极线路中点的过电压幅值最高,计算分析了杆塔接地电阻、换流站端部阻抗、线路长度及线路参数等因素对线路过电压水平的影响。     

葛洲坝—上海直流输电工程换流站的过电压

本文介绍了葛上直流输电工程第一阶段单极运厅时,由于全电压起动及直流线路平波电抗器端部故障在换流站直流侧引起的过电压,计算了换流站内各避雷器在过电压下的吸收能量和电流。     

天广直流输电系统运行过电压的研究

根据天广直流工程投运初期的系统实际 ,研究有关操作和故障情况下换流站的内部过电压问题。预测换流站主要设备的工况 ,如交流母线、直流线路、中性母线、直流滤波器等设备的过电压水平 ,并讨论了系统运行中应注意的问题     

背靠背直流输电工程网络损耗监测系统研究与实现

为实现背靠背直流输电工程损耗的实时在线监测,文中设计了一套网络损耗监测系统,主要包括损耗监测装置和上位机软件平台两部分.该损耗监测装置基于两种数据采集方案,能够适应不同工程现场的需求,兼容多种类型的交、直流信号,实现整流侧与逆变侧、交流侧与直流侧的数据时间同步,彻底消除多台电能计量设备之间的误差一致性问题,达到系统各部...     

柔性直流电网直流线路故障的过电压机理分析

针对对称单极结构的MMC型柔性直流输电系统,首先深入分析了直流侧单、双极短路的故障电流演变规律,进而揭示了非故障极充电和波过程分别是导致单极接地故障和双极短路故障过电压的主要原因。然后,以一个三端柔性直流电网为例进行仿真验证,并重点分析了不同因素对过电压的影响。研究结果表明,故障电阻对过电压峰值影响较大,而换流站闭锁、接地方式、线路保护等因素的影响较小。最后,对单极、双极故障过电压进行了总结和对比分析。     

特高压直流输电VBE装置故障闭锁分析及时序优化

特高压直流工程通常通过RTDS实时仿真技术对控制保护系统、换流阀阀基电子设备VBE装置的功能进行设计和验证.在某特高压直流工程RTDS试验系统对VBE装置断电试验过程中,出现了阀过流保护动作.为此结合故障时的闭锁时序,推导出换流阀触发异常,交流电源经由换流阀、旁通开关形成了两相短接导致阀过流保护动作的结论.最后,结合此类故障的特点,对闭锁时序进行了优化,并通过试验验证了优化后闭锁时序的有效性.