直流线路再启动保护动作异常分析及建议

线路突变量保护 1 动作 , 全 压 再启 动。 突变 量 保护、 行 波保 护 动作 , 发 切换 系 统 指令 , 全压再启动。 突变量保护和行 波保 护 动作 , 发 切换 系 统 指令 , 全压再启动。
线路 突变 量 保 1 护、 行 波保 护 动 作 , 全压再启动。 突变 量保 护 动 作 , 发 切换 系 统 指 令 , 全压 再 启 动。 突 变量 保 护 , 行 波 保护 动 作 , 发 切换 系 统 指 令 , 全压再启动。 突 变量 保 护 , 行 波 保护 动 作 , 发 切换 系 统 指 令 , 全压再启动。
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湖
北 电 力
第 32 卷第 1 期 2008 年 2 月
直流线路再启动保护动作异常分析及建议
王聿升, 姚其新
(国网运行公司宜昌超高压管理处, 湖北 宜昌 443005) [ 摘 要 ] 通过分析江陵换流站直流线路再启动保护异常动作的情况, 发现直流线路保护再启动 逻辑中计算直流线路保护动作次数的计数器设计上存在问题, 并提出修改建议 。 [ 关键词 ] 直流线路保护 ; 再启动 ; 换流站
1 故障概述
2007年 11月 16 日, 由于江城直流输电系统直 流线路距江陵换流站 381 km 附近 ( 根据故障测距 显示 )出现故障 , 导致江陵换流站直流线路保护多 次动作 , 直流系统也多次进行再启动, 其中在 12 : 20 极 直流系统全压再启动进行了 3 次, 与设计的第 二次全压再启动不成功后 , 第三次降压再启动的原 理不符。类似的不符合保护设计原理的动作行为也 曾多次出现 , 通过分析后发现是计算直流系统再启 动次数的计数器存在问题 , 建议通过仿真试验后重 新确定计数器前面延时返回的时间。 1 . 1 直流系统再启动保护基本设计原理 直流系统在直流线路出现故障时 , 直流线路保 护动作, 整流站阀触发角紧急移相至 160 , 将输送 功率降为 0 , 经过一定的去游离时间后 , 触发角移到 15 左右, 直流系统重新起动, 相当于交流线路的重 合闸功能。在双极运行时 , 一个极直流线路保护动 作 , 再启动可进行 3 次。第一次直流线路保护动作 后 , 在去游离时间 150 m s后全压起动 ; 如果第二次 直流线路保护又动作 , 在去游离时间 200 m s后全压 再启动 , 并且切换控制系统 , 即将运行的系统切换到 备用, 备用的系统切换到运行, 作为一种防止保护误
循环 30 m in , 高流量能冲洗掉清洗下来的污染物; ( f)冲洗: 以预处理的合格预处理出水即可以用 于冲洗清洗液, 最低冲洗温度为 20# , 系统冲洗时 间约 1 h ; ( g) 重新启动系统: 必须等待 元件和系统达到 稳定后, 记录系统重新启动后的运行参数, 清洗后系 统性能恢复稳定的时间取决于原先污染的程度。为 了获得最佳性能, 有时需要多次清洗和浸泡。 2 . 2 柠檬酸清洗 2 % 柠檬酸 , 用 28 % 的氨水调节 PH 2 . 5- 3 . 0 , 清洗温度为 30# , 清洗步骤同盐酸清洗。 2 . 3 碱洗 清洗液组成 1 . 0 % Na2 - EDTA, 0 . 05 % 十二烷 基苯磺酸钠用 N aOH 调节 PH 11 - 12 , 清洗温度为 30# 。清洗步骤同上。 3号反渗透同时用了以上 3 种清洗方案, 2 号反 渗透只用了后两种 , 清洗后的各种参数见表 2 。
图 1 再启动保护软件逻辑图
第三次又进行了全压再启动, 最终直流电压恢复到 了 - 500 kV。 2 . 5 几次类似动作情况 在 2006 年 4 月 21 日 04 : 20 , 江陵换流站极 I直 流系统全压再启动进行了 3 次。 2007 年 7 月 27 日 20 : 26 , 宜都换流站极 II 直流系统 全压再启动进行 了 4 次 (详见表 2) 。这 2 次直流系统再启动异常都 是由于计数器前面的延时 返回的时间不合 适引起 的。
降压起动。因此, 软件的计数器设计有问题 , 使保护 动作行为偏离了保护的设计逻辑。 2 . 4 故障录波图分析
12 : 20 : 22: 667 12 : 20 : 22: 923
256
3
12 : 20 : 23: 148
225
图 2 极
直流线路故障时波形
图 2 是 12 : 20 ,极 正常运行时, 极
作 , 150 m s后再启动; 在 12 : 20: 22 : 923 ,极
直流线路保护动作, 与第一次保护动作 间隔了 256 m s, 大于 150 m s+ 50 m s , 所以计数器认为直流线路 保护第二次动作 , 进行全压再启动, 切换控制系统 , 在 12: 20 : 23 : 148 极 第三次直流线路保护动作时 , 与第二次保护动作间隔了 225 m s , 小于 200 m s+ 50 m s, 则计数器没有计数 , 将第三次保护动作认为是 第二次动作 , 又进行直流系统全压再启动 , 发切换控 制系统命令 , 而实际上第三次线路保护动作后应是
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有黄绿色的黏稠物质 , 有腐臭味。针对这种现象, 决 定对反渗透进行清洗。 如何能将反渗透的污垢清洗彻底 , 需要依据污 垢的种类、 性质选择合适的清洗化学药品。清洗前 根据给水的化学分析成分, SDI 测定的过滤膜上的 污物分析, 5UM 保安过 滤器滤芯上沉积物的分析 , 同时打开压力容器端部观察在膜元件的进水端污垢 的外状 , 发现 SD I测定的过滤膜上有红棕色铁污垢 , 保安过滤器内有黄绿色、 黏稠的生物污垢或有机物 , 同时根据反渗透的压差判断 , 如一般的压差增大通 常发生在二段, 因为二段结碳酸盐垢的可能性较大 , 若一段压差增大 , 可能是有机物或微生物污染。 针对杨庄煤矸石热电厂反渗透出现的现象和清 洗原则 , 制定如下清洗方案。 2 . 1 0 . 2 % 盐酸清洗 清洗步骤: ( a) 关闭药液循环门 , 打开保安过滤器进口门 , 稍微打开保安过滤器出口门, 并注意排除空气 ; ( b) 完全打开一段浓水侧清洗回水阀门及产水 回水门 , 打开一段清洗液进口阀门, 起动清洗泵慢慢 调节保安过滤器出口 门, 使清洗液以较低流 量 ( 正 常清洗流量的一半 )打入压力容器; ( c) 压力容器内的水完全 被清洗液替代后, 循 环一定时间后取样测定清洗液的浓度和 PH 值, 若 PH 值变化 0 . 5则应加酸、 碱进行调节, 如清洗液过 于浑浊 , 应重新配制新药液 ; ( d)关闭泵 , 使药液浸泡膜上的污垢, 一般在室 温下浸泡时间约为 1 h 。若膜污染严重, 则浸泡时间 需加长至 10 h 以上。为了在较长的浸泡时间内保 持容器内清洗液浓度和温度稳定, 应采用较低的循 环流量 ( 正常流量的 1 /4) 间断循环清洗液; ( e) 高流量循环: 在高流量下进药, 按产水流量 ( 上接第 10页 )
( S tate G ird Op eration Company L i m ited Yichang Ex tra high Voltag e Adm inistrative co mpany, Yichang 443005, China )
[ A bstract] T hrough analysis abnorm al action of dc lin e protection restart in Jiangling converter station , the counter prob le m of restart log ic in dc lin e protect ion was discovered . The modifica tio n suggestio n w as out fo r w ard . [ K ey words] DC line protection ; restar; t converter station 动的措施 ; 如果第三次直流线路保护又动作 , 在去游 离时间 200 m s后降压至 350 k V 再启动, 如果降压 再启动还不成功则将闭锁极运行。计算直流线路保 护动作次数的计数器 , 30 s内将直流线路保护动作 的次数进行累加 , 30 s 后将计数器清零, 即在 30 s 内直流线路保护动作 , 直流系统可以进行 2 次全压 再启动, 1 次降压再启动。换流站直流线路保护包 括: 线路行波保护、 线路突变量保护、 线路欠压保护 及线路差动保护, 其中线路行波保护、 线路突变量保 护除保护的采样和计算时间外, 几乎没有延时, 保护 动作非常快; 线路欠压保护在站间通信正常时, 延时 80 m s动作 , 在 站间通信不正 常时, 延时 820 m s 动 作; 线路差动保护动作有 3 100 m s 延时 , 动作较慢。 直流线路行波保护、 线路突变量 保护、 线路 欠压保 护、 线路差动保护起动后直流系统都可进行再启动。
直 流线路故 障时的波 形。
直流电压 UDL 为 - 500 kV, 在 12 :
20 : 22 : 667 , 行波保护和突变量保护动作, 电压降为 0 , 在 150 m s去游离后, 第一次全压再启动。由于线 路绝缘没有恢复, 再启动没有成功 , 直流欠压保护动 作, 经过 200 m s去游离后, 进行第二次全压再启动。 在直流电压还没有恢复全压时, 行波保护和突变量 保护很快再次动作, 在经过 200 m s 的去游离时间,
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第 32 卷第 1 期 2008 年 2 月 表 1 12 : 20 极
次 数 1 2 保护动作时刻
湖
直流线路保护动作情况
与上次保护 起动间隔时间 /m s
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直流线路保护动作情况 行波保护和突变量保护动作 , 全压再启动 欠压保护动作 , 发控制系统 切换指令 , 全压再启动 行波保护、 突变量保护动作 , 发控制系统切换指令 , 全压再启动
[ 收稿日期 ] [ 作者简介 ] 2007 12 14 王聿升 ( 1976- ), 男 , 湖北公安人 , 工程师。
2 保护动作异常分析
2 . 1 保护动作异常经过 2007 年 11 月 17 日 12 : 20 , 江陵换流站极 II 直 流线路保护动作的情况如下表 1 所示 , 直流系统全 压再启动在 2 s 内进行了 3 次, 3 次都是全 压再启 动, 与设计原理不符。 2 . 2 保护设计软件分析 通过分析软件逻辑图 1 , 认为 软件中计算线路 保护动作次数的计数器设计存在问题。
表 2 江陵换流站和宜都换流站两次 直流线路保护动作情况
2006 年 4 月 21日 04: 20 次 数 线路保护 动作情况 与上次保护 次 启动间隔 数 时间 /m s 2007年 7月 27 日 20 : 26 线路保护 动作情况 与上次保护 启动间隔 时间 /m s
当直流线路保护第一次动作后, 发出降功率信 号 1, 直流系统开始降功率 , 降功率信号 1 保持 150 m s( 去游离时间 ) 后变为 0 , 直流系统进行再启动, 而 计算保护动作次数的计数器另外再保持降功率信号 50 m s后返回为 0 , 通过一个非门后 , 计数器才计算 保护动作一次; 当直流线路保护第二次动作时 , 又发 出降功率信号 1 , 保持 200 m s( 去游离时间 ) 后进行 再启动 , 同样计数器另外再保持该信号 50 m s后返 回 0, 这时计数器再计算保护动作一次。从设计来 看直流线路保护在去游离完成后, 进行直流系统再 启动, 50 m s 内如果再有直流线路保护动作计数器 将不计数, 直流系统的再启动逻辑将按照原次数进 行再启动。 2 . 3 保护动作过程分析 在 12 : 20 : 22 : 667 ,极 第一次直流线路保护动 第二次
[ 文献标识 码 ] A [ 文章编号 ] 1006 3986( 2008) 01 0009 02 [ 中图分类号 ] TM 773
Analysis and Suggestion on Abnor m al Action of DC L ine P rotection Restart
W ANG Yu sheng, YAO Q i x in