云广特高压极I低端阀厅F5避雷器动作导致60EL-2动作分析

±800 kV楚穗直流输电工程是世界上第一个±800 kV特高压直流输电工程,输送容量为双极5 000 MW。该工程采用双十二脉动阀组串联接线方式,每个极包括高端阀组和低端阀组两个阀组。2012年12月15日楚穗直流楚雄换流站孤岛调试实验时,由于极I低端阀厅F5避雷器动作,导致极I极差动保护87DCM、阀组短路保护87CSDⅠ段与接地极线路电流不平衡保护60EL-2动作,极I双阀组闭锁。在以往直流工程中阀厅避雷器动作非常少见,并且涉及到动作的直流保护较多,文中着重分析阀厅F5避雷器动作为何导致接地极线路电流不平衡保护60EL-2动作,并提出今后直流工程接地极绝缘设计的一点建议,供大家参考。     

±800kV云广直流“12·15”事故原因分析及防范措施

对云广特高压直流系统"12·15"极1紧急停运、极2再启动事故进行分析,指出极1高低端阀组换流变压器分接头挡位不一致,引起极1低端阀厅F5避雷器对地电压升高并损坏避雷器,最终导致极1保护87DCM和87CSD正确动作。极1闭锁过程中在中性母线上形成过电压,该电压作用在接地极线路上并引起接地极线路闪络导致其接地极线路不平衡保护60EL动作,60EL保护正确动作出口,极2再启动成功。同时对其存在的风险进行深入剖析,最后提出有效的处理措施,以降低云广特高压直流输电系统停运的风险。     

接地极线路不平衡保护分析及改进措施

±500kV兴安直流输电工程接地极线路实施反事故措施后,极控系统不能区分直流线路故障和接地极线路故障,导致直流输电系统存在误闭锁风险,故接地极线路不平衡保护策略需进一步调整优化。通过分析接地极线路不平衡保护的动作逻辑和反事故措施实施前后不同的保护策略,并结合3起保护动作事故,研究了反事故措施对接地极线路不平衡保护运行可靠性的影响,分析了保护在运行中存在的问题,提出了增加接地极线路不平衡保护单独出口回路、减少系统单极大地回线运行时间的改进建议,可有效降低兴安直流输电系统误闭锁的风险。     

一种快速切除HVDC输电系统接地极线路接地故障的方案

兴安直流输电系统逆变侧接地极线路与直流线路同杆并架敷设.在直流线路遭雷击后,接地极线路因感应过电压继发接地故障,在高压直流(HVDC)输电系统单极故障重启不成功的条件下,两回并行的接地极线路不平衡电流保护动作,导致直流输电系统双极闭锁.为了彻底消除接地极线路故障导致的HVDC输电系统闭锁现象,提出在换流站接地极线路出口处装设直流断路器灭弧的方案,并相应调整了接地极线路的控制和保护策略.     

兴安直流“5.5”双极相继闭锁事件及保护动作行为分析

2008年5月5日兴安直流系统发生双极相继闭锁事件,通过对现场设备的检查、雷电定位系统信息、相关录波和继电保护动作情况的分析,查明了故障原因是极I直流线路多次遭受雷击后因过电压导致闭锁,与其同杆架设的接地极线路因感应电导致电流不平衡,并随着极I状态的改变而改变保护动作策略,最终导致双极相继闭锁。对事件暴露的问题提出了合理的改进措施。     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地极线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议。     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地板线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议.     

特高压直流保护动作策略优化

特高压直流输送容量大,一极停运对两端交流系统的冲击很大,且导致单极大地回线运行,很大的入地直流电流对交流系统及附近的金属件产生不利影响,尤其对在运的换流变以及换流站近端的变压器产生直流偏磁,威胁换流变及变压器的安全运行。文中对特高压直流保护中的换流器差动保护、接地极线过负荷保护、接地极线不平衡保护以及线路重启逻辑的动作策略进行了优化,可大大缩短上述保护动作一极闭锁后单极大地回线运行的时间,减少流入大地的直流电流对交流系统、金属件、换流变及变压器的影响;并针对接地极引线增加了接地极线差动保护和接地极线差动监视报警功能,提高了接地极线的保护水平。文中的策略已应用于哈郑、灵绍直流工程,现场试验效果良好。     

阀区故障引起的接地极不平衡保护动作分析

介绍了一起直流工程阀区直流穿墙套管对地闪络故障引起的众多保护动作及直流控制保护系统响应过程，对该故障所引起的接地极电流不平衡保护动作进行了分析，找出了导致接地极电流不平衡的故障点及引起接地极故障的原因，即穿墙套管接地引起接地极区域过压，进而造成放电间隙不够的接地极线路招弧角被击穿放电，并提出了对损坏的招弧角进行放电间隙的调整或更换等优化建议。     

南方电网直流工程共用接地极的风险及影响分析

对于共用接地极的直流系统,存在其中一回直流单极大地运行或存在入地电流时,另一回直流开展单极大地、金属回线转换的操作,在此过程中接地网过流则导致保护动作闭锁,运行极和接地极线路刀闸开断能力不够等系统问题和设备问题.研究了共用接地极情况下金属、大地转换过程中存在的风险,包括对设备选型和控制保护的影响,以及共用接地极入地电流在换流站的分流关系及形成的电位分布,明确共用接地极入地电流对换流站的人身和设备的安全影响,并指出了共用接地极在接地极线路检修时对站内的影响.     

LCC?HVDC逆变侧换流站近区交流线路高阻接地故障保护

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)换流站近区交流线路高阻接地故障切除不及时易引发连续或后续换相失败,造成换流站单双极闭锁,威胁着系统运行安全性.文中分析了影响零序差动保护动作特性的关键因素,指出高阻接地故障保护需从传统的阈值整定模式调整为对被保护线路故障支路特性变化的定性描述和甄别.基于弧光高阻接地故障支路的非线性伏安特性辨识以及同塔并架相邻线路广域方向信息的配合,提出了适用于LCC-HVDC换流站近区交流线路的高阻接地故障启动元件、方向元件及保护方案.最后,通过仿真验证了保护方案的有效性.     

基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法

目前灵活接地系统的接地保护大多直接采用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护,存在高阻接地时保护灵敏度不足以及故障信息利用不充分等问题。通过分析灵活接地系统发生单相接地故障时,并联小电阻投入前后故障点上、下游及健全线路的零序测量导纳特征,发现并联小电阻投入前后故障点下游及健全线路的零序测量导纳不变,模值比为1,而故障点上游线路零序测量导纳的模值比远大于1,基于此提出了基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法。数字仿真和现场试验数据表明,该方法准确率高,不易受线路参数和过渡电阻等因素影响,可与定时限零序过电流保护配合使用,能满足现场实用要求。     

同塔线路接地距离保护测量阻抗特性分析

针对同塔双回或多回并架输电线路给接地距离保护带来的新问题,通过分析同塔线路在并列运行、一端分裂运行、两端分裂运行等不同结构,两端系统发生强弱变化以及在不同接线结构和运行方式下线路发生故障时接地距离保护的测量阻抗,得出了同塔双回线路对接地距离保护影响的基本规律,即平行线路零序电流影响故障线路保护测量阻抗的规律,并证明该规律可以指导同塔线路接地距离保护的整定计算及安全性评价。     

直流输电共用接地极线方式的保护特性

分析了传统接地极保护用于共接地极线模式时存在的不合理性。利用电路原理对共接地极线模式下各类故障时的电气参数进行计算得出:当接地故障发生在共接地极线处时,故障点离接地极点越近,各系统的保护装置测得的不平衡电流越小;当接地故障发生在各自独立接地极线上时,故障点离直流开关站越近,故障侧的保护装置测得的不平衡电流越大,与正常运行侧的保护装置测得的不平衡电流情况相反。由此得出:断线故障时的不平衡电流为固定值;单线故障对过电压保护影响不大;双极运行系统不平衡电流对保护的影响与其流入方向和大小有关。最后,针对故障电流特性,建议对不平衡电流保护进行故障定位及反时限功能的改进。     

具有零序互感的多回输电线路接地距离保护二段整定计算研究

本从理论上分析了零序互感对在线路发生各类金属性接地故障情况下的接地距离保护测量阻抗的影响，揭示了零序互感输电线路接地距离保护的区外故障发生超越误动的必要条件，导出了保护第二段防止超越误动的整定计算公式。     

Influence of Grounding Resistance Connecting to Surge Arrester on Effectiveness of Lightning Protection Caused by Direct Hit for Power Distribution Lines

In Japan, the grounding resistance of surge arresters (Arrs) for the lightning protection of power distribution lines is generally maintained below 30 Ω. Therefore, electric power companies have been spending large amounts of money on the construction and maintenance of low grounding resistances. In this paper, the influence of grounding resistance on lightning protection measures for power distribution lines with both a ground wire (GW) and Arrs is investigated by EMTP analysis and experiments. These results showed that even if the grounding resistance of Arrs becomes high, the effectiveness of lightning protection is hardly decreased. The results also indicated that it is more important for constructing a rational lightning protection system to install a large number of lightning protection devices on power distribution lines than to lower the grounding resistance of Arrs. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 179(3): 10–22, 2012; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21280     

杆塔接地网接地模块降阻效率与影响因素研究

输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地降阻措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际杆塔接地工程采用接地模块进行接地降阻时缺少统一规范的指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。本文采用防雷接地领域中通用CDEGS软件对输电线路杆塔接地网采用接地模块降阻时的影响因素进行仿真计算。首先,针对一字型接地网采用接地模块时的敷设位置和密度进行仿真;其次,对常见的方框射线型接地网采用接地模块降阻时的降阻效率进行分析;随后,分别分析了土壤电阻率与土壤结构对接地模块降阻效率的影响规律;最后,针对实际输电线路采用接地模块降阻给出相应施工建议。本文研究结论可为输电线路防雷、杆塔接地网降阻施工提供参考。     

110 kV线路零序四段保护方向问题分析

输电线路经大过渡电阻接地短路时,会出现零序电压达不到方向元件门槛值的情况,造成保护拒动。为此,分析了不同网络接线取消110 kV零序电流保护Ⅳ段方向的电网风险,指出应选取对电网影响最小的方案,并针对整定计算提出了相应的改进方法。     

具有高阻接地故障辨识能力的和阻抗继电器

为构建应对单相高阻接地故障的后备保护,通过对线路两端测量阻抗信息的整合与分析,发现其测量值之和在区内故障时和区外故障时有较大差别,进而提出一种采集测量阻抗稳态值、判据具有自适应性且专门应对单相高阻接地故障的和阻抗继电器。仿真与分析表明该继电器能够反映高阻接地故障,受系统运行方式变化影响小,能够确保不误动,线路非全相运行时仍可靠工作,对数据同步性要求极低,反映高阻故障能力远优于纵联距离保护和纵联差动保护,能够有效补充现有主保护。     

不同电压等级架空输电线路雷电防护特征分析

对不同电压等级架空输电线路的雷电防护特征进行比较分析,可为提出输电线路的雷电防护策略提供参考。以我国110kV至 1 000kV交流输电线路以及±500kV至±800kV直流输电线路为分析对象,对其绕击特征和反击特征进行了分析,并提出了不同电压等级输电线路雷电防护重点。110kV和220kV交流输电线路应重点关注反击问题;500kV和750kV交流输电线路应重点关注在高接地电阻地区的反击问题和山区的绕击问题;1 000kV交流输电线路的反击闪络率极低,可考虑采用杆塔自然接地以降低建设成本,同时需关注山区的边相导线绕击问题;±500kV、±660kV和±800kV直流输电线路应主要关注在山区的绕击闪络问题。