高压直流输电系统逆变站 最后断路器跳闸装置配置原则
10千伏变压器保护的配置原则
10千伏变压器保护的配置原则
1. 引言
10千伏变压器是电力系统中的重要设备，负责将高压输电线路传输的电能转换为低压电能供给用户使用。为了确保变压器的安全运行和延长其使用寿命，必须配置适当的保护装置。本文将介绍10千伏变压器保护的配置原则，包括保护装置的种类、配置位置、设置参数等。
2. 保护装置的种类
10千伏变压器的保护装置主要包括继电保护装置和断路器。继电保护装置通过感知变压器的电流、电压、温度等参数，及时发出保护动作信号，以保护变压器免受过载、短路、接地故障等影响。断路器则用于切断故障电路，防止故障扩大。
3. 保护装置的配置位置
3.1 主保护装置：主保护装置应安装在变压器的高压侧和低压侧，以实现对变压器的全面保护。主保护装置可根据实际情况配置多个，以提高可靠性。
3.2 辅助保护装置：辅助保护装置主要用于对主保护装置的辅助保护和监测。辅助保护装置可配置在变压器的控制柜中，与主保护装置通过通信线路连接。
3.3 附加保护装置：附加保护装置包括温度计、湿度计、氢气检测仪等，用于监测变压器的工作环境和绝缘状态。
4. 保护装置的设置参数
4.1 过流保护：过流保护装置用于检测变压器的电流是否超过额定值，一旦超过则发出保护信号。过流保护的设置参数应根据变压器的额定电流和短时电流容量进行配置。
4.2 过载保护：过载保护装置用于检测变压器的负载情况，一旦超过额定负载，则发出保护信号。过载保护的设置参数应根据变压器的额定负载能力进行配置。
4.3 短路保护：短路保护装置用于检测变压器的短路故障，一旦发生短路，则发出保护信号。短路保护的设置参数应根据变压器的短路容量和短路电流进行配置。
交直流配电设备的容量选择及配置原则
交直流配电设备的容量选择及配置原则
在直流供电系统中，如果按照直流配电设备所处的位置和所起的作用划分，直流配电设备可分为主配电设备和分配电设备两类，前者与直流电源相连，后者接受主配电设备的配电，再对电能进行二次分配，直接分配给用电设备。主配电设备容量较大，称为直流配电屏，分配电设备容量较小，有电源架，列柜等。
上述设备有的纯属直流配电设备，有的综合交流、直流分配电为一体
一、配电设备的分类
（一）按电流性质分类
配电设备按其电流性质可分为两种：
交流配电设备；
直流配电设备。
（二）按功能分类
配电设备按其功能可分为 6 种：
交流配电设备；
直流配电设备；
交直流合用配电设备；
控制配电设备；
切换配电设备；
分路配电设备。
（三）按结构形式分类
配电设备按其结构形式可分为两种：
集中式配电设备；
组合式配电设备；
二、配电设备的额定值
（一）直流电流额定值等级
50、100、200、400、800、1600、2000、2500A。
注：当用户提出要求与制造厂协商后，可以生产上列数值以外的产品，但不允许超出
GB 762 规定的范围。
（二）直流电压额定值等级
48、24V。
注：
当用户提出要求与制造厂协商后，可以生产上列数值以外的产品，但不允许超出
GB 156 规定的范围；不推荐使用24V 等级。
（三）交流电流额定值等级
50、100、200、400、630、800、1000A。
注：当用户提出要求与制造厂协商后，可以生产上列数值以外的产品，但不允许超出GB 762 规定的范围。
（四）交流电压额定值等级
单相三线制：220V；
三相五线制：380V。
直流输电控制保护-保护概述
可靠度——不拒动 安全度——不误动
3
4
保护装置本身的质量和运行维护水平
电力系统保护的基本思路
被保护对象故障分析获取故障特征
电流增大、电压降低、测量阻抗减少
不同故障特征构成不同保护判据、原理
电流增大Æ 过电流保护 电压降低Æ低电压保护 测量阻抗降低Æ距离保护
被保护对象的特点、要求确定保护动作策略
投旁通对
同时触发6脉动换流器接在交流同一相上的一对换流 阀
形成直流侧短路，快速降低直流电压到零，隔离交直 流回路，以便交流侧断路器快速跳闸
直流保护动作策略
闭锁换流器
取消可控硅的控制脉冲，当流过换流阀的电流为零 时，阀停止导通。
极隔离
把直流母线与直流线路隔离以及把换流器中性线与接 地极线隔离
换流器故障
主回路故障
控制系统故障
阀 换 直流 交流 交流 直流 短 相 侧出 侧相 侧接 侧对 路 失 口短 间短 地短 地短
败路 路 路路
误开通 不开通
直流开关场与接地极故障
直流 中 直流 转换 接地
极母 性 滤波 开关 极及
线故 母 器故 故障 引线
障 线障
故障
故
障
换流站交流侧故障
换 交 交流 交流 站用 流 流 侧单 滤波 电系 变 侧 相短 器故 统故 故三 路 障 障 障相
变电站直流电源系统配置技术原则
变电站直流电源系统配置技术原则
直流电源系统是变电站的重要设备，承担着为变电站直流设备提供电
能的重要任务。在构建变电站直流电源系统时，需要遵守一些技术原则，
以确保系统的可靠性、稳定性和安全性。
首先，配置适当的直流电源容量是非常重要的。直流电源系统需要能
够满足变电站直流设备的电能需求，同时考虑到系统未来的扩展和可靠性
保证。通常情况下，直流电源容量的配置应该考虑变电站的负荷特性和工
作方式，并根据实际需求确定。
其次，直流电源系统应采用可靠的备用设备。为了确保系统的可靠性，在配置直流电源系统时应考虑到备用设备的数量和容量。备用设备应该根
据变电站的重要性级别确定，可以采用主备供电或并联供电的方式，以保
证系统在出现故障时能够及时切换并提供可靠的电源。
此外，直流电源系统还应配置相应的保护装置和监控系统。保护装置
能够对电源系统进行监测和保护，保证系统的正常运行，并在出现故障时
能够及时检测和切除故障电源。监控系统则能够对整个直流电源系统进行
实时的监测和管理，及时发现问题并采取相应的措施，保障系统的稳定和
安全。
另外，直流电源系统还需要配置合理的电源线路和接地装置。电源线
路的配置应根据直流设备的布置和供电需求确定，同时需要考虑到线路的
损耗和功率因素，以保证电能的稳定供应。接地装置的配置则是为了保障
系统的安全和电气接地要求，通过良好的接地装置能够提供对系统的保护
和干扰的屏蔽。
最后，直流电源系统还需要注意对环境条件的适应性。变电站通常处
于恶劣的环境条件下，如高温、高湿、强电磁干扰等，因此直流电源系统
的配置需要考虑到环境因素的影响，例如选用抗高温、防潮、抗干扰的设
断路器保护配置与调试方法
自动重合闸
❖ 重合闸方式
单重方式 ❖单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸不 重合闸。
三重方式 ❖任何故障三相跳闸三相重合闸。
综重方式 ❖单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸三 相重合闸。
停用方式 ❖重合闸退出。任何故障三相跳闸不重合。
❖ 重合闸启动方式
位置不对应启动 ❖单相偷跳启动 ❖三相偷跳启动
保护跳闸启动 ❖单相跳闸启动 ❖三相跳闸启动
❖ 重合闸检定方式
I 2E gsin Z 2
❖ 重合闸检定方式
检同期方式 检无压方式 有压自动转检同期方式 无检定方式
当重合方式为三重或综重时，三相重合时可采用无检定、 检同期、检无压、有压自动转检同期方式。检无压时，检查 三相线路电压小于30V或抽取电压小于0.3倍Uxn；有压转检 同期重合闸方式或检同期时，检查抽取电压大于0.4倍Uxn和 线路电压大于40V，且线路和抽取电压间相位差在整定范围 内允许重合。
B4141）/71WDL-101、1D5（C4141）/71WDL-101、
1D7（N4141）/71WDL-101电流端子连接片 。
2
断开到行波及#1FWK电流： 9D2（A4142）/ 、9D4（
B4142）/ 、9D6（C4142）/ 、9D7（N4142）/
电流电缆并短接屏内电流回路。
渝鄂直流背靠背联网工程最后断路器跳闸功能配置
西 南 地 区构 建 覆 盖 四川 、重 庆 、西 藏 负 荷 中 心 和
水 电基 地 的 坚强 送 端 同步 电 网 ，同时 ，考 虑重 庆 、
输 送 容 量 最 大 的 柔 性 直 流 工 程 ．正 常 运 行 时 两 侧 换 流 站 中 的任 意 一 个 都 有 可 能 作 为 逆 变 站 运 行 ． 因 此 ．为 了全 面 保 证 系统 安 全 ．需 要 在 两 侧 换 流
外 送 直 流进 一 步 增 加 ．华 中 区域 内将 形 成 交 直 流 并 列 运行 格 局 同 时 ． 电 网不 断 向 西 延 伸 ，距 离
能 及 时 闭锁 ．直 流 系 统将 会 继 续 向其 充 电 ，从 而 引起逆变 站直流侧 及 其他部分 的 电压异常 升高 ， 危 及 一 次 设 备 的 安 全 因此 ，针 对 最 后 断 路
定 问题 ．对 同 步 电 网规 划 格 局进 行 优 化 调整…】 。 根 据 国 家 电 网 公 司 初 步 规 划 方 案 ．２ ０ １ ７年 ．
输 电 系统 应 仿 照 高 压 直 流 输 电 系 统 ｆ ｍ 】 ，在 逆 变 站 配 置 最 后 断 路 器 跳 闸装置 渝鄂 直 流 背靠 背 联 网工 程作 为 电压 等 级 最 高 、
中圈 分 类 号 ：Ｔ Ｍ７ ２ 文 献标 志码 ：Ａ ＤＯ ｌ ：ｌ ０ ． １ １ ９ ３ ｏ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ９ ６ ４ ９ ． ２ ０ １ ６ ０ ７ ０ ４ ２
电力设备配置原则与配置标准
电力设备配置原则与配置标准
1. 引言
本文档旨在明确电力设备配置原则与配置标准，以确保电力系统的稳定运行和安全性。配置电力设备时，需要考虑设备的功率、容量、功能、可靠性等因素，以满足电力系统的需求，并达到良好的性能和效果。
2. 电力设备配置原则
2.1 设备功率匹配原则
配置电力设备时，应根据系统的负荷需求，选择功率匹配合理的设备。过大的功率可能导致设备工作在不理想的工况下，造成资源浪费和设备损坏；过小的功率则无法满足系统的需求，影响系统的正常运行。
2.2 设备容量匹配原则
除了考虑设备的功率匹配，还应根据系统的负荷特性和预期未来负荷的增长，选择合适的设备容量。容量过小将限制系统的扩展能力，增加后续升级和改造的成本；容量过大则会浪费资源和造成不必要的投资。
2.3 设备功能匹配原则
根据电力系统的需求和功能要求，选择具备相应功能的设备。例如，对于输电线路的配置，需要考虑承载能力、耐久性、环境适应性等因素；对于变电站的配置，需要考虑配电、保护、监控等功能。
2.4 设备可靠性原则
为确保电力系统的可靠运行，配置的设备应具备高可靠性。可靠性包括设备的寿命、故障率、可维修性等指标。高可靠性的设备能够减少设备的维修时间和频率，降低故障对系统的影响。
3. 电力设备配置标准
3.1 设备选型标准
选择电力设备时，应参考相关行业标准和规范。根据设备的使用环境和要求，确定符合标准要求的设备型号和参数。标准中包含了对设备性能、安全性、可靠性等方面的要求，选用符合标准的设备能够确保设备的质量和安全性。
3.2 设备安全标准
变电站直流电源系统配置技术原则
变电站直流电源系统配置技术原则
一、背景介绍
直流电源是变电站的重要组成部分，负责为电气设备和保护装置供电，保证变电站的正常运行。直流电源系统的配置技术原则是确保直流电源的
可靠性、安全性和经济性的基础，也是影响变电站整体电力系统质量的重
要因素。
二、配置技术原则
1.容量匹配原则：直流电源系统的容量应根据所需供电设备的功率需
求和负荷持续时间确定，确保系统容量足够满足变电站的供电要求。同时，应考虑负荷的增长潜力，避免容量不足的问题。
2.可靠性原则：直流电源系统应具备良好的可靠性，能够在意外情况
发生时提供可靠的供电保障。为此，应采取冗余设计原则，包括备用电源、备用电池等，确保在主电源发生故障或停电时能够实现无间断供电。
3.安全性原则：直流电源系统的配置应考虑安全系数，避免因故障或
其他原因导致电源失效或供电不稳定，造成电气设备的故障甚至损坏。同时，应设置适当的保护装置和监控系统，及时发现和解决问题。
4.经济性原则：在满足供电要求的前提下，直流电源系统的配置应尽
量节约投资和运维成本。可通过降低设备造价、提高设备的效能和利用现
有设备等方式实现经济性的配置。
5.适应性原则：直流电源系统的配置应具备良好的适应性，能够适应
不同负荷特性和工作环境。应根据具体情况选择合适的电源类型和配置方式，以及合理的电压、电流等参数。
6.规范性原则：直流电源系统的配置应符合国家相关标准和规范要求，如《输变电工程施工及验收规范》、《电力工艺设备可靠性导则》等，确
保配置过程合规、合理。
三、实施建议
1.在配置直流电源系统时，要结合变电站的实际情况和需求，制定详
电力系统高压断路器防跳回路策略
电力系统高压断路器防跳回路策略
摘要：电力系统的安全稳定运行直接关系到国家经济的稳定发展，同时也对电力企业的健康持续发展产生了重要影响。所以，确保电力系统的安全稳定运行，是当前具有战略意义的重要工作。本文以电力系统高压断路器为研究对象，首先从高压绝缘效应下降、设备短路危害、电力事故等几个方面，讨论了高压断路器跳闸现象所带来的负面影响；其次从电气串联防跳回路设计等几个方面，探讨了电力系统高压断路器防跳回路的对策。
关键词：电力系统；高压断路器；防跳回路；策略
前言
作为电力系统的重要设备之一，高压断路器对保证电力系统安全稳定运行和保证电力供应起到了积极的作用。然而，电力系统高压断路器在实际运行中，由于受到一系列主观和客观因素的影响，很大概率会出现跳闸回路，直接影响到系统的稳定运行。近年来，随着社会经济的迅速发展，人们对用电量的需求量不断增加，同时对用电质量的要求逐步提高。为了确保用户用电质量，确保电力系统安全稳定运行，加强高压断路器防跳闸保护措施的研究，已成为当前电力系统研究的重点。
1电力系统高压断路器跳跃现象造成的负面影响
1.1高压绝缘效果下降或者完全失效
高压绝缘效应降低或完全失效作为高压断路器跳跃现象的消极影响之一，其危害集中体现在以下几个方面：一是地区内电力操作者和居民随时有触电死亡的危险；二是地区内电气工程的安全稳定运行受到影响，从而影响到电力系统的供电质量，最终对用户的用电造成影响，如：电器设备运行不正常，严重情况下，电器设备电路烧毁，使用户遭受巨大的经济损失。
1.2设备短路危害
在电气性能方面，电路系统中的高压电路器出现跳闸现象后，造成的主要危害是设备短路。接着，笔者以变压器为例，详细介绍了设备短路的危害。在变压器正常运行过程中，每台电气设备通常都处于正常运行状态，如果高压电路器此时的高频合闸、跳闸等问题，都会出现短路、电压异常等现象，进而引发一系列的问题，如电气设备处于亚健康状态，严重时，电气设备内部线路负荷超过极限值，造成设备短路等，不利于电力系统安全可靠运行。
直流输控制保护系统功能介绍
直流输电控制保护系统功能介绍
一、直流输电基本概念
二、直流保护功能的配置及说明
一、直流输电基本概念
1、直流输电类型•常规两端直流输电
背靠背直流输电系统
1、直流输电类型
1、直流输电类型多端直流输电系统
2、换流站主设备•换流的主要设备——换流器（四重阀）
2、换流站主设备
•换流的主要设备——换流器（双重阀）
2、换流站主设备•换流的主要设备——换流变
2、换流站主设备•换流变伸入阀厅的换流变套管
2、换流站主设备•三广直流惠州站单相双绕组换流变
2、换流站主设备•平波电抗器
•直流滤波器
交流滤波
器
3、±500kV直流输电直流运行方式
常规直流共有5种运行方式：
•双极大地回线运行方式
•单极大地回线运行方式（极I、极II）
•单极金属回线运行方式（极I、极II）
常用功率控制方式有3种：
•双极功率控制
•单极功率控制
•单极电流控制
4、±500kV直流输电直流部分主接线图
5、±500kV直流输电交流场主接线图
6、±800kV直流输电主接线图复龙换流站侧奉贤换流站侧
复奉直流极线路
复奉直流极线路
接地极
7、简单的控制概念
•整流站控制直流系统的电流。
•逆变站控制直流系统的电压。
•通常，每极直流输送功率定义为整流侧功率。
二、直流保护功能的配置及说明
直流保护配置
目前国网系统运行直流输电系统保护配置情况：
•三取二。
•使用切换逻辑。
•完全双重化配置。
保护三取二逻辑
保护切换逻辑
保护完全双重化配置
换流站所包含保护
•直流保护（换流变阀侧绕组之间的区域，除直流滤波器）
•换流变压器保护
•直流滤波器保护
•交流滤波器保护
•交流滤波器母线保护
•断路器保护
特高压奉贤换流站最后断路器保护调试异常原因及改进建议
场故障录波图中各参数变化曲线得出调试时最后断路器保护未正确动作的原因是由于系统输送功率过小所致，
并 提 出 了 相 应 的 改 进 建 议 ，使 得 在 低 功 率 系 统 调 试 时 能 起 到 测 试 最 后 断 路 器 保 护 的 作 用 ，同 时 避 免 了 设 备 损 坏 。
关 键 词 ：特 高 压 ；换 流 站 ；最 后 断 路 器 保 护 ；调 试 ；改 进 建 议
（１）电压 量。 从 高 端 换 流 变 进 线 区 域 的 电 压
收 稿 日 期 ：２０１２－０３－１３，修 回 日 期 ：２０１２－０５－０４ 作 者 简 介 ：张 婷 （１９８３－），女 ，工 程 师 ，研 究 方 向 为 电 力 系 统 及 其 自 动 化 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｔｉｎｇ０８２５＠１６３．ｃｏｍ
１ 奉 贤 换 流 站 概 况 及 其 最 后 断 路 器 保护基本原理
１．１ 奉 贤 换 流 站 概 况 向家坝—上海特高压直流输电工程双极直流
额定 输 送 功 率 ６ ４００ ＭＷ，直 流 额 定 电 压 ±８００ ｋＶ，直流 额 定 电 流 ４ ０００ Ａ，每 极 采 用 两 组 １２ 脉 动阀组串联，奉贤站５００ｋＶ 交流场采用３／２接线 方式，共７个 间 隔 及 三 条 交 流 出 线，即 奉 远 ５１８１ 线、奉东５１８２线及 贤 远 ５１８３ 线，其 ５００ｋＶ 交 流
变电站直流电源系统配置技术原则
变电站直流电源系统配置技术原则
上海市电力公司
2008 年 2 月
目录
1 总则 .................................................. 3 2 适用范围 .............................................. 3 5 直流接线方式 . (5)
5.1 220kV 变电站 (5)
5.2 110kV 变电站 (7)
5.3 35kV 变电站 (7)
6 直流系统馈线 直流断路器（熔丝）级差配合 (8)
6.1 级数原则 (8)
6.2 级差原则 (8)
6.3 配合原则 (9)
6.4 短路 电流计算、灵敏度校核 (9)
7 微机监控单元 ........................................... 9 附录 上海电网 35-220kV 变电站直流回路典型配置 (11)
为了加强对上海电网变电站直流电源系统的管理，规范直流电源系统的配 置管理工作，进一步提高
3 规范性引用文件 ....
4 直流电源系统 ......
4.1 蓄电池组 .......
4.2 充电装置 .......
4.3 微机绝缘监察装置 ..
4.4 蓄电 池检测装置
4.5 独立电压告警继电
........................................ 3 ........................................ 3 4 4 ...... 5 .... 5 . (5)
变电站直流电源系统的运行可靠性和稳定性，特制定本技术原则。
变电站直流电源系统配置技术原则要点
变电站直流电源系统配置技术原则要点
直流电源是变电站中的一个重要组成部分，用于向电网供电、给保护设备和自
控设备供电。如何配置合理的直流电源系统，对于保证变电站电力系统的安全稳定运行至关重要。本文将从变电站直流电源系统配置的技术原则要点进行介绍。
一、直流电源系统简介
变电站的直流电源系统通常由两部分组成：主电源和备用电源。主电源一般分
为两级，包括高压整流、低压整流和高低压隔离等设备，用于向电网供电；备用电源则包括蓄电池组和备用发电机，用于在主电源故障或停电时提供有限的备用电力支持。
直流电源系统的配置涉及到电源选择、电源质量、电源互备、电池容量等多个
方面，下面将重点介绍一些配置的技术原则要点。
二、直流电源的选择
在直流电源的选择方面，应首先考虑主电源和备用电源的选择。主电源和备用
电源一般都需要选择可靠性高、稳定性好、能耗低的直流电源。高压整流器和低压整流器的输出电压应该稳定，并且需要具有较低的波动度和噪声，以确保供电的质量。备用电源一般应选用容量较大、自放电率低的蓄电池组和可靠性高的发电机。
三、直流电源的质量
直流电源的质量对于整个电力系统的运行非常重要。为了保证直流电源的质量，应尽可能在变电站的主电源和备用电源上采用精密的电源质量监测仪器或设备，监测关键参数如电压、电流、功率等，及时发现电源的质量问题并进行处理。此外，在购买直流电源的过程中，应注意选择质量可靠的厂商和品牌。
四、直流电源的互备
变电站的直流电源需要配置备用电源，以确保在主电源故障或停电时，保护设
备和自控设备能够继续工作。备用电源通常选用蓄电池组和发电机，必须配置合理的充电和放电装置，确保备用电源能够及时投入使用。在配置上，还应设置一些自动切换装置，以实现主备电源自动切换，避免手动操作过程中可能引起的错误。
高压直流输电系统两种最后断路器跳闸保护比较
第25卷第2期2011年6月
上 海 工 程 技 术 大 学 学 报
JOU RNAL OF SH ANGH AI UNIVERSIT Y OF ENGINEERING SCIENCE
Vol.25No.2J un.2011
文章编号:1009-444X(2011)02-0151-03
收稿日期:2011-04-25
基金项目:上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金资助项目(GJD09037)
作者简介:张 婷(1983-),女,工程师,硕士,研究方向为电力系统及其自动化.E m ail:z han gtin g0825@
高压直流输电系统两种最后断路器跳闸保护比较
张 婷,蒲永红
(上海工程技术大学工程实训中心,上海201620)
摘要:直流换流站存在两种最后断路器跳闸保护,选择特高压奉贤换流站和常规华新换流站为例,按照保护的基本原理,综合比较分析了两种最后断路器跳闸保护的差别得到:特高压换流站采用的最后断路器保护,无论从保护设计、实现方法,还是经济成本等方面都具有一定的优势.关键词:特高压直流换流站;常规直流换流站;最后断路器跳闸保护中图分类号:TM 721.1 文献标志码:A
Comparison Between Two Kinds of Last Breaker Trip
Protection in HVDC System
ZH ANG Ting,PU Yong ho ng
(E ngineering T raining Center,Sh angh ai University of Engineering Science,Shanghai 201620,Chin a)
渝鄂直流背靠背联网工程最后断路器跳闸功能配置
渝鄂直流背靠背联网工程最后断路器跳闸功能配置
张群;赵倩;郝俊芳;严兵;陈朋;孔令凯
【摘要】柔性直流输电系统逆变站切除全部交流线路,甩负荷运行,会导致逆变站直流侧及其他部分电压异常升高,危及一次设备安全,因此,在逆变站中配置最后断路器跳闸功能非常必要.结合渝鄂直流背靠背联网工程,提出针对柔性直流输电系统的最后断路器跳闸功能配置方案,并基于RT-LAB实时仿真平台,接入实际控制保护系统和运行人员控制层监控系统,对所提配置方案进行验证.试验结果表明,配置最后断路器跳闸功能后,可保证在交流断路器跳开前或直流电压上升到保护定值前,柔性直流控制系统下发换流器闭锁命令,避免直流侧及交流侧严重过压.%The removal of all AC lines and load shedding of inverter station in flexible HVDC system will cause overvoltage at the DC side and other parts in inverter station,which may endanger the safety of primary equipment.Therefore,the configuration of last breaker trip function in inverter station is very necessary.In this paper,based on the Chongqing-Hubei back-to-back HVDC project,a coniguration scheme of last breaker trip function for flexible HVDC system is proposed,and is verified by RT-LAB real-time simulation platform which is integrated to the control and protection system and operators monitoring system.The results show that the configuration of last breaker trip function can ensure the locking of converter valves before tripping of the AC circuit breaker or before the DC voltage increasing to the protective setting value so as to avoid serious overvoltage at both AC and DC sides.
超高压直流输电优点
超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状态等。
1 换流变压器的特点
1.1 短路阻抗直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路，为了将换向过程中的电流限制在一定范围内，换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大，会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小，因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。
1.2 直流偏磁当直流系统在使用大地回线的情况下，在一些运行工况下会有直流电流流入大地，如双极不平衡运行，单极大地回线等，方式使地电位发生变化，造成直流电流流入变压器原边绕组，使换流变压器发生直流偏磁，工作点偏移。如果此直流电流过大，会导致换流变压器铁心饱和，同时损耗和温升也将增加。因此，要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。
1.3 谐波由于换流器的非线性，在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器，主要会流过特征谐波电流，即p*n+1次谐波电流（p为脉波数，n为任意正整数）。在运行中，谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加，产生局部过热，发出高频噪声，还会使交流电网中的发电机和电容器过热，对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑，以免对保护装置造成影响。
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摘要：高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置是非常 重要的换流站直流系统控制设备，主要防止直流系统运行时 逆变站交流负荷突然全部断开造成换流站交流侧及其它部 分过电压，导致交、直流设备绝缘损坏。文章结合我国第一 个全面国产化高压直流工程——灵宝背靠背直流联网工程， 分析了最后断路器跳闸装置配置原则，结合工程系统调试实 际对该控制功能进行了优化和完善，并总结了最后断路器跳 闸装置设计原则和调试经验，这些经验同样适用于其它高压 直流输电系统，有助于提高我国高压直流输电工程的设计、 调试和运行水平。
3302 330kV 罗灵线
图 1 灵宝换流站电气主接线图
Fig. 1 Main electrical connection diagram of Lingbao
back-to-back converter station
2.2 灵宝背靠背直流工程中最后断路器跳闸装置
配置情况
与其它换流站相比，由于灵宝换流站两侧均
护等[20-21]。
灵宝换流站功率正送和反送时，逆变站最后断
路器跳闸装置的判断有相似之处，但两侧交流保护
和安稳装置的通信通道等稍有差别，最后断路器跳
闸装置的特性也有所不同。下面首先对功率反送(西
北向华中)时的最后断路器跳闸装置进行分析。图 2
为功率反送时的最后断路器跳闸装置配置情况。
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第 30 卷 第 6 期
电网技术
37
220kV 紫东变电站
紫东站 交流断路器
分位信息
BP-2B 母差保护
WMZ-41A 母差保护
其它交流 保护启动
失灵
灵 紫 线 双 重 断化 路线 器路 失保 灵护 保 护
RCS931 灵紫线 线路保护
CSL103 灵紫线 线路保护
五塬站安稳装置信息
线路保护光纤 通信通道
2 灵宝背靠背直流联网工程中最后断路器 跳闸装置配置情况
2.1 灵宝背靠背直流工程概况 西北—华中联网灵宝背靠背直流工程双向传送
额定直流功率 360 MW。交流系统电压等级分别为华 中侧 220 kV、西北侧 330 kV；直流系统额定电压为 120 kV。灵宝背靠背换流站以 1 回 220 kV 灵紫线与 华中电网侧 220 kV 紫东变电站相联，线路长 300 m。 紫东变再经 2 回 220 kV 交流线路与五塬变电站相 联；以 1 回 330 kV 罗灵线与西北电网侧 330 kV 罗敷 站相联，线路长约 80 km。灵宝换流站两侧交流开 关场均采用单母线接线，各包括 1 回交流高压线路、 1 回换流变压器的进线、若干无功设备(包括滤波 器、并联电容器、并联电抗器)，这些设备均经单断 路器直接接入各自母线。灵宝背靠背换流站直流侧 主接线按一个单极设计，换流站有 2 个 12 脉动换 流器(华中、西北侧各 1 个，其 6 脉动桥中点不接地)，
两侧均采用单相三绕组换流变。灵宝背靠背换流站 主接线如图 1 所示[9]。作为华中—西北电网直流背靠 背联网工程的一部分，在灵宝换流站和相关的华中 电网和西北电网 8 个厂站中设置了 FWK-300 分布式 安全自动装置，用于大区互联电网多个厂站的系统
安全稳定控制。各厂站通过高速数据光纤通信，可 按控制策略表向灵宝换流站发送降功率、线路跳闸 控制命令，或启动最后断路器跳闸装置[18-19]。
关键词：高压直流输电；灵宝背靠背直流联网工程；断路器； 继电保护；电力系统
0 引言
在高压直流输电系统[1-6]运行过程中，如果逆变 站突然切除全部交流线路，逆变站交流侧及其它部分 的电压会异常升高，危及一次设备安全[7]。针对逆变 站突然切除全部交流线路的情况，高压直流输电系统 中通常在逆变站设置最后断路器跳闸装置，以尽量降 低逆变站的过电压幅值和持续时间，保护一次设备安 全[8]。最后断路器跳闸装置不仅涉及到多种交流线路 保护、开关保护、安稳装置和直流控制保护系统等， 还需要与通信系统和一次设备合理配合，是高压直流 输电二次系统中较为复杂的功能之一。
线失电的信息都要及时送到控制系统中，便于最后
断路器跳闸装置分析判断，并启动相应的顺控时
序。最后断路器跳闸装置不仅要处理换流站本站的
相关信息，还要处理对端交流站及安全稳定装置的
远传信息，包括交流保护跳闸信息、断路器位置信
息、安全稳定装置跳闸信息等。其中交流保护跳闸
信息至少包括线路保护、母差保护、断路器失灵保
刘 云，王明新，曾南超
（中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100085）
Configuration Principle of Last Breaker Trip Equipment in Inverter Station of HVDC
LIU Yun，WANG Ming-xin，ZENG Nan-chao
我国第一个全面国产化直流联网工程——灵 宝背靠背直流联网工程连接华中和西北两大电网， 正常运行时功率既可以正送也可以反送，因此，两 侧交流系统都可能是逆变侧系统，需要配置两套逆 变站最后断路器跳闸装置，较全面地体现了最后断 路器跳闸装置的配置和运行特点[9]。
1 最后断路器跳闸装置原理
在高压直流输电系统运行过程中，如果逆变站突 然切除全部交流线路，逆变器的电流将全部流入换流 站内的滤波器等无功补偿装置，使逆变站交流侧及其 它部分的电压异常升高，交流滤波器母线电压最高可 达正常运行电压的 3 倍左右[10]。这时，直流线路上 的电压将随着交流电网电压的升高而成比例增大，可 能破坏逆变器的换相过程，从而使交流母线的电压进 一步升高。而且短时过电压常常伴随着严重的波形畸 变，会危及换流站中的设备绝缘，如不进行有效限制， 就需要提高直流输电设备的设计标准，直接导致建设
线路保护光纤 通信通道
灵宝背靠背换流站
紫东站交流 保护通信接口
及传输设备
RCS931 灵紫线 线路保护
CSL103 灵紫线 线路保护
BP-2B 母差保护
断 路
器
WMZ-41A 母差保护
失
其它交流保护启动失灵
灵 保
护
安稳装置 本站交流断路器分位信息
通信通道
灵宝换流站安稳装置
灵 宝 换 流 站 极 控 系 统
只有一条交流进线，正常运行时，无论是功率正
送(华中向西北)还是反送(西北向华中)，都有逆变
侧处在最后一台断路器运行方式。因此，与其它
换流站相比，灵宝换流站控制系统无需判断最后
一台断路器运行方式。下面结合灵宝背靠背工程
分析直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置的
配置和设计原则。
原则上，任何可能引起换流站最后一条交流进
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36
刘云等：高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置配置原则
Vol. 30 No. 6
成本的大幅增加[11-13]。 高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置
是专门针对逆变站突然切除全部交流线路的情况设 计的，其原理是：将可能导致逆变器突然大幅度减 载的断路器跳闸信息与逆变器的闭锁及投旁通对进 行联锁，即在可能导致逆变器失去负荷的交流断路 器断开之前进行逆变器投入旁通对，封锁触发脉冲， 使直流系统停止运行，跳开换流站所有交流滤波器 并断开交直流连接，这样可尽量降低逆变侧的过电 压幅值和持续时间，保护一次设备安全[14-15]。最后 断路器跳闸装置的主要判断依据是本地交流进线 断路器的跳闸命令及其状态；如果通信正常，远方 交流断路器的跳闸命令和状态信号也是主要判据。 逆变站的控制系统监视系统运行方式，当逆变侧只 有一条交流进线时控制系统会发出“逆变站只有一 条交流进线”信息，提醒运行人员注意，并开放最 后断路器跳闸装置。此时，如果检测到这条交流进 线断路器断开或收到断开命令，则最后断路器跳闸 装置动作，启动动作时序。由于采用了断路器断开 命令，在交流进线最后一台断路器实际断开之前已 发出了直流系统紧急停运命令。如果由于各种原因 换流站没有收到断路器的状态信号，并且远方断路 器已经断开，则该跳闸装置的后备交流电压保护会 检测过电压水平，并且触发紧急停运，可靠地断开 交流系统[16-17]。
in Lingbao back-to-back converter station with reverse power direction
第 30 卷 第 6 期 2006 年 3 月
文章编号：1000-3673（2006）06-0035-06
电网技术 Power System Technology
中图分类号：TM721.1 文献标识码：A
Vol. 30 No. 6 Mar. 2006
学科代码：470⋅4051
高压直流输电系统逆变站 最后断路器跳闸装置配置原则
（China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100085，China）
ABSTRACT: The last breaker trip equipment in inverter station of HVDC system is a very important control device in converter station of DC system, whose main function is to prevent overvoltages at the AC side in converter station and other parts, which are caused by sudden trip-out of all AC loads in inverter station while the DC system is being operated, and the insulation damage of AC and DC equipments caused by the overvoltages. Taking the Lingbao back-to-back HVDC project for example, which is the first fully home-produced HVDC project in China, the configuration principle of last breaker trip equipment is analyzed . Combining with practical commissioning of this project, the control functions of last breaker trip equipment are optimized and perfected, and the design principle and commissioning experiences of this equipment are summarized. These experiences are suitable to other HVDC projects and are also helpful for improving the design, commissioning and operation level of HVDC projects in China.
(最后一台 断路器
跳闸判断)
闭锁换流器
投旁通对
跳开换流变 交流侧断路器
220kV 五塬变电站
换流站站控判据
图 2 功率反送时灵宝背靠背换流站最后断路器跳闸装置配置示意图 Fig. 2 The simplified configuration diagram of the last breaker trip equipment
220kV 母线 滤波器 1
330kV 母线 滤波器 1
滤波器 2
滤波器 2
滤波器 3
平波电抗器
滤波器 3
滤波器 4
滤波器 4
220kV 紫东站
滤波器 5 噪
滤波器 6
声 滤
滤波器 7 波
器
Leabharlann Baidu并联电抗器
220kV 灵紫线 2202
噪 滤波器 5
声 滤
滤波器 6
波 滤波器 7
器
并联电抗器
330kV 罗敷站