天广直流输电系统双极运行情况总结_丁钊

各项指标 能量可用率／％ 计划能量不可用率／％ 非计划能量不可用率／％ 能量利用率／％ 单极闭锁次数／次 双极闭锁次数／次 ２００１ 年全年 ９１．９９ ７．４６ ０．５６ ４４．７４ ２１ １ ２００２ 年上半年 ７３．９２ ２５．８６６ ０．２１４ ４６．５５ ５ １
表6 2001 年、2002 年上半年计划停运事件的原因分类 The reason of scheme stop events in 2001-2002
极I 2 5 9 12 9 极II 5 3 0 2 2 双极 1 0 0 2 1
发生两次双极闭锁，对系统产生较大冲击，为此， 如何避免直流双极闭锁，减少对系统的冲击将是天 广直流系统研究工作的重中之重。 １）２００１ 年 ８ 月 １４ 日 １５ 时 ５２ 分，直流双极在 运行功率为 １５５０ＭＷ 的情况下发生双极闭锁，安全 自动装置可靠动作，切除天生桥一级电厂全部运行 机组（４ 台）并解列云南电网，系统频率最低降至 ４９．５３Ｈｚ。分析认为，当时极ＩＩ线路遭雷击故障闭 锁，但同时极Ｉ行波保护误动使极Ｉ闭锁（极Ｉ未投 故障后再启动恢复功能） ，南方公司多次组织有西 门子方参加的分析，之后西门子方用 ＥＭＴＤＣ 进行仿 真，对行波保护进行了相关改进，到目前尚未再次 发生类似问题。 ２）２００２ 年 ４ 月 ４ 日 ２１ 时 ２５ 分，直流双极在 运行功率为 １４００ＭＷ 的情况下发生双极闭锁，安全 自动装置可靠动作，切除天生桥一级电厂全部运行 机组（３ 台）和天二厂 １ 台机组，并解列 ２２０ｋＶ 鲁马 线，系统频率最低降至 ４９．３３Ｈｚ。直流双极闭锁原因 是 ２２０ｋＶ 罗马线马侧出口 Ｃ 相发生永久接地故障时 （靠近天生桥换流站） ，天生桥换流站的 １、２ 号换 流变的 ＫＢＣＨ 差动保护（阿尔斯通公司） 误动，目前， 天侧 １、２ 号换流变的 ＫＢＣＨ 差动保护已退出，正与 西门子方进一步分析误动原因。 （2）直流一次设备，包括主变、晶闸管、电 抗器、直流隔离开关，运行基本可靠，但阀厅设备 有时运行不稳定，两侧换流站自正式投运以来，已 更换控制阀片 10 片，更换电子板 7 块。晶闸管的 故障率达到 0.534%， 远高于西门子方的故障保证率 0.2%。 （3） 广州站国产的并联电容器损坏较多， ２００１ 年更换 ２２ 只，２００２ 年 ６ 月底前更换 ３ 只，并联电 容器损坏多发生在 ６￣９ 月，经分析认为这与广州站 电容器投切时涌流过大及广侧电容器电场裕度偏 低有关，与广州气温相对偏高可能也有关。目前改 进措施为，２６４、２８４ 电容器组串入 １ 只电容器，以 增加电场裕度；２７１、２８１ 电容器组采用并接过压阻 尼器，当电容器端部电压升高时，放电间隙动作， 串入一电阻，从而限止投切时的涌流；２６１ 电容器 组不作改动， 作进一步观察。 该措施目前正在实施， 可经受今年高峰负荷的考验，积累了一定的运行经 验。最近，天生桥侧也发现有 ９ 只西容厂的并联电 容器损坏，需要进一步研究分析。 （４）换流阀冷却水系统的水管漏水问题，多
第 27 卷 第 9 期
电
网
技 术
51
导致了直流的多次停运。 （３）直流系统补充调试。直流系统调试阶段 由于时间和条件等原因造成了部分系统调试试验 未能按原方案进行，投产后又根据系统的实际情况 进行了安排，如单极金属回线与单极大地回线方式 转换试验、谐波和噪声等测试。 ２００１ 年极Ｉ计划停运 ２６ 次，极ＩＩ计划停运 ９ 次，总共 ３５ 次，其中因处理控制保护问题而停运 １３ 次，因交流设备（主要为换流变套管）停运 １０ 次， 因水冷系统停运 ６ 次。 停运时间较长的有 ２ 次， 即极Ｉ更换换流变阀侧套管 ２４２ｈ 及调试中出现问题 的一次性处理 １４０ｈ，两项停运时间 ３８２ｈ，占总停 运时间的 ５８％。 ２００２ 年上半年极Ｉ计划停运 １１ 次， 极ＩＩ计划停 运 ３ 次，双极计划停运 ４ 次，总共 １８ 次，其中双 极停运进行线路调正爬距工作和广州换流站极Ｉ停 电更换 Ａ 相换流变这两项工作造成的停电时间最 长，分别为 ３７４．５ｈ 和 ６５２．６ｈ，极大地影响了天广 直流系统该年的可靠性指标。２００１ 年和 ２００２ 年上 半年的计划停运事件原因分类如表 ６ 所示。
3.1 强迫停运情况分析 截至 2002 年上半年， 天广直流输电系统共发生 28 次强迫停运（即闭锁） ，其中 2001 年 22 次（双极 1 次，极 I 13 次， 极II 8 次） ，2002 年上半年 6 次（双 极 1 次，极 I 2 次，极II 3 次） 。对天广直流系统强迫 停运的主要原因进行分析，直流系统故障停运的原 因主要有以下几个方面：①直流线路故障，共计 8 次；②二次、控制保护和人为责任引起的故障分别 为 6 次，这三项占强迫停运总次数的 50%；③站用 电问题、冷却水问题、辅助系统问题也造成数次直 流闭锁障碍， 给电网的安全运行带来了较大的威胁。 2001 年和 2002 年上半年强迫停运原因分类如表 5 所示。
2.1 天广直流输电系统输送的电力、电量 天广直流在 2001 年上半年由于极Ⅱ未投运， 运 行方式受到一定的限制，极Ⅰ输送负荷一般小于 500MW，天广直流输电系统双极投产后，电网正处 于迎峰度夏时期，送广东的电力上升了一个台阶， 直流输送负荷一般都在 1000MW 以上，在负荷高峰 期基本上达到满负荷 1800MW，在夜间低谷期输送 的电力双极一般在 500MW 左右，天广直流输电系 统 2001 年送广东电量达 5918GWh，2002 年上半年 已送电达 3641GWh，天广直流输电系统为广东省经 济的快速、持续发展发挥了积极的作用。天广直流 输电系统电量输送与两站电量和线损情况分别如表 1 和表 2 所示。
表 4 葛上直流和国外一些典型直流系统主要可靠性指标 Tab. 4 Representative HVDC reliability guide line
系统名称 Pacific Intertie （太平洋联络线） Nelson River BP2 （尼尔逊河工程） Itaipu BP1 （依太普工程） Cross Channel 2 （英法海峡工程） Rihand-Dadri （印度工程） 投运 时间 最大 能量可用率/% 能量利用率/% 容量 1997 年 1998 年 1997 年 1998 年 MW 90.8 97.6 97.0 97.9 96.7 85.2 95.3 98.7 97.2 91.4 49.1 79.8 80.1 95.5 65.5 28.0 76.8 79.0 72.8 63.5
表 1 2001~2002 年上半年天广直流输电系统电量输送情况 Tab. 1 Tian-Guang HVDC electric transmission in 2001-2002
时间段 2001 年上半年（单极投运） 2001 年下半年（双极投运） 2002 年上半年 合 计 送端电量/GWh 1304 4614 3641 9615
2.2 天广直流输电系统可靠性指标 根据我国现行的《直流输电系统可靠性统计评
50
Power System Technology
Vol. 27 No. 9
价办法》 （暂行） ，对 ２００１ 年全年和 ２００２ 年上半年 天广直流输电系统的运行可靠性指标进行了分析 和统计，统计结果见表 ３。
表 3 天广直流输电系统主要可靠性指标 Tab. 3 Tian-Guang HVDC reliability guide line 2001-2002
从以上国内外各直流工程的运行情况 (数据取 自中国电力企业联合会电力可靠性管理中心 2002 年指标发布会)可以看出， 天广直流系统的可靠性指 标虽明显高于国内葛上直流投运后历年的可靠性 指标（2000 年为葛上直流系统运行指标最好的一 年） ，但与国际上容量及投运年份相近的比较，指 标还是处于较低的水平，因此还需进一步熟悉直流 系统的运行特性，提高直流系统的运行水平。
天广直流输电系统双极运行情况总结
丁 钊，韩伟强
（国家电力公司南方公司，广东省 广州市 510620）
SUMMARY OF BIPOLAR OPERATION SITUATION OF TIAN— GUANG DC POWER TRANSMISSION SYSTEM
DING Zhao, HAN Wei-qiang （Southern Company, State Power Corporation of China, Guangzhou 510620, Guangdong Province, China ）
表 2 2001~2002 年上半年两站电量及线损情况 Tab. 2 Tian-Guang HVDC electric transmission and loss in 2001-2002
极I 天生桥侧电量/GWh 广州侧电量/GWh 损耗电量/GWh 损耗率/% 5198 4858 340 6.54 极II 4416 4140 276 6.25 合计 9615 8998 616 6.41
表 5 2001 年、2002 年上半年强迫停运事件的原因分类 Tab. 5 The reason of force stop events in 2001-2002
原 因 线路故障/次 控制、保护/次 冷却水、辅助系统/次 人员责任/次 其他/次 极I 2 3 2 4 4 极II 5 2 2 2 0 双极 1 1 0 0 0
好的借鉴意义。
2
直流综合运行可靠性指标
1
引言
天广直流输电系统是我国目前运行的最大容 量的远距离、超高压输电工程，直流双极±500kV， 额定容量 1800MW，输电线路长 960km。目前，南 方电网已形成三交一直的超高压电网，形成了真正 意义上的电网，西电送广东的能力也由原来的 3000MW 提高到 3700MW， 有力地促进了西电东送 事业的发展。 天广直流输电系统极Ⅰ于 2000 年 12 月 26 日投 入试运行，极Ⅱ于 2001 年 6 月 26 日投入试运行。 直流投运以来基本上在大负荷方式下运行，总体运 行情况良好，主设备性能稳定，控制与保护及辅助 系统比较可靠，截止 2002 年 6 月底，天广直流输电 系统已完成送电 9615GWh（送端） ，为西电东送发 挥了重要而积极的作用。天广直流输电系统各项运 行指标在同类工程中均处于较高水平，但也发生了 多起闭锁和强迫停运事件，包括两次双极同时闭锁 事件，因此，认真总结天广直流输电系统投运一年 多来的运行经验，不仅对研究直流系统的运行特性 和运行规律、掌握直流输电的核心技术、确保天广 直流输电系统的安全可靠运行有重要的现实意义， 而且对贵广直流输电系统的设计、施工等也将有很