高压直流输电系统故障分析及其保护方案
电力系统继电保护原理 第十二章 高压直流输电系统的保护
• 低电压保护属于后备保护，在两站失去通信的 情况下仍能正常工作。
• 纵联差动保护的判据为
| I dL I dL.oth |
• 式中：IdL 为直流线路电流；I dL.oth 为对站直流线路电流。
• 纵联差动保护比较来自整流站和逆变站的直流电流，如 果两站电流差值超过了设定值，保护动作。
– （1）极母线设备的闪络或接地故障。 • 极母线设备包括平波电抗器、直流滤波器等。
– （2）极母线直流过电压、过电流以及持续的直流欠压。 – （3）中性母线开路或接地故障。 – （4）站内接地网过流。 – （5）接地极引线开路或对地故障、接地极引线过负荷。 – （6）直流滤波器过流、过负荷、失谐，高压电容器不平衡以及有源部分
• 在研究保护策略时，除交直流模型外，必须结合相应的控 制系统。
第二节 直流输电系统保护原理与配置
一、直流线路故障过程
直流架空线路发生故障时，从故障电流的特征而论， 短路故障的过程可以分为初始行波、暂态和稳态三个阶段。 1、初始行波阶段
- 与交流输电线路故障时的波过程相似，直流输电线故障后，沿线路的 电场和磁场所储存的能量相互转化形成故障电流行波和相应的电压行 波。
• 横联差动电流保护属于后备保护，只适用于单极金属 回线方式。
三、直流系统保护的配置
（一） 直流系统保护设计原则
- （1）满足可靠性、灵敏性、选择性、速动性的基本要求。 - （2）在直流系统各种运行方式下，对全部运行设备都能提供完全
的保护。能检测到设备的故障和异常情况，并从系统中切除影响运行 的故障设备。 - （3）保护系统应至少双重化配置，每一保护区域具备充分冗余度。保 证保护不误动或拒动，如有可能，后备保护应尽可能使用不同的测量 原理。 - （4）相邻保护区应有重叠，保证无保护死区。采用分区保护、保护区 搭接的方式。 - (5）各保护之间配合协调，并能正确反映故障区域，保护动作尽量避 免双极停运。 - （6）与直流控制系统能密切配合，控制系统故障不引起保护跳闸。
几种高压直流线路保护浅析
几种高压直流线路保护浅析摘要：本文对高压直流输电线路的几种基本线路保护进行了介绍，对保护原理进行了简要分析。
关键词：直流线路保护、纵差保护、行波保护、突变量和欠压保护。
0引言高压直流输电近年在我国得到了飞速发展，直流线路保护是高压直流线路稳定运行的重要保障，线路保护的正确动作以及动作后再启动程序的正确执行关系到直流系统的稳定运行。
1 直流线路保护介绍1.1 直流线路行波保护（1）行波保护：根据波理论，电压和电流都可以看作以接近于光速向两个方向传播的行波。
当接地故障发生时，电压的突然下降会在线路中造成很大的能量释放，这些能量以波的形式进行传播，所以如果能检测到波的变化，就能检测到故障。
当接地故障发生后，一部分故障电流在线路中传播，一部分故障电流进入大地，所以引入了极波和地波的概念：Wpm=IDL×Zpm-UDL Wgm=IDN×Zgm-UDN 程序通过周期性的比较极波来判断是否发生了接地故障。
如果在某点检测到当时的极波与前两个周期的极波的差值超过了门槛值，然后就以一定的延时再进行三次比较，如果这三次的差值也超过了门槛值，就认为检测到了接地故障。
通过检测地波是增加还是减少，来区分是本极故障还是另一级故障。
（2）ABB行波保护判据基本原理当直流线路上发生对地短路故障时，会从故障点产生向线路两端传播故障行波，两端换流站通过检测极波b（t）＝ID·γ－UD（式中：γ为直流线路的极波阻抗，ID和UD分别为整流侧直流电流和直流电压）的变化，即可检知直流线路故障，构成直流线路快速保护；另一方面，故障时两个接地极母线上的过电压吸收电容器上会分别产生一个冲击电流，利用该冲击电流以及两极直流电压的变化即可构成所谓地模波，根据地模波的极性就能正确判断出故障极。
1.2线路差动保护原理图1在图1的系统图中，设两侧保护的电流IM、IN以母线流向被保护的线路方向规定为其正方向。
以两侧电流的相量和作为继电器的动作电流Id，Id=│I&M+ I&N│，该电流有时也称做差动电流。
高压直流输电技术的关键问题分析
高压直流输电技术的关键问题分析在当今能源需求不断增长和能源分布不均衡的情况下，高压直流输电技术作为一种高效、可靠的输电方式，在电力系统中发挥着越来越重要的作用。
高压直流输电技术具有输电容量大、输电距离远、损耗低等优点，能够实现不同区域电网的互联，优化能源资源配置。
然而，在其应用过程中，也面临着一些关键问题需要解决。
一、换流器技术换流器是高压直流输电系统的核心设备，其性能直接影响着输电系统的可靠性和效率。
目前，常用的换流器主要有晶闸管换流器和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）换流器。
晶闸管换流器技术相对成熟，成本较低，但存在换相失败的风险。
换相失败是指在换流器换相过程中，由于某些原因导致换相不能正常进行，从而引起直流电压下降、直流电流增大等问题，严重时可能会导致系统故障。
为了减少换相失败的发生，需要优化换流器的控制策略、提高交流系统的强度等。
IGBT 换流器具有开关速度快、可控性好等优点，但成本较高。
随着技术的不断进步和成本的降低，IGBT 换流器在高压直流输电领域的应用有望逐渐增加。
二、直流输电线路的绝缘问题高压直流输电线路的绝缘要求比交流输电线路更高。
这是因为直流电压下，绝缘子表面的积污更容易导致沿面放电，而且直流电场分布不均匀，容易引起局部放电。
为了解决绝缘问题，需要选用合适的绝缘子材料和结构。
目前，常用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子。
复合绝缘子具有重量轻、耐污性能好等优点，但在长期运行中可能会出现老化问题。
此外，还需要对输电线路的电场分布进行优化设计，采用均压措施来减少局部电场集中。
三、直流输电系统的控制与保护高压直流输电系统的控制与保护是确保系统安全稳定运行的关键。
控制策略需要根据系统的运行状态实时调整直流电压、电流等参数，以实现功率的准确传输和系统的稳定运行。
在保护方面，需要快速准确地检测故障并采取相应的保护措施，如闭锁换流器、切除故障线路等。
同时，还需要考虑故障后的系统恢复策略，尽快恢复系统的正常运行。
高压直流输电系统控制保护整定技术规程
高压直流输电系统控制保护整定技术规程1. 引言高压直流输电系统是一种高效、稳定的输电方式，具有输送大容量、远距离、低损耗等优势。
为了确保高压直流输电系统的安全运行，需要制定一套科学、合理的控制保护整定技术规程。
本文将对高压直流输电系统的控制保护整定技术进行全面详细、完整深入的介绍。
2. 控制保护整定技术的重要性高压直流输电系统是电力系统中的重要组成部分，其稳定运行对于保障电力供应的可靠性至关重要。
控制保护整定技术的合理应用可以提高系统的稳定性，降低故障风险，确保系统的安全运行。
因此，制定一套科学、合理的控制保护整定技术规程对于高压直流输电系统的运行和管理具有重要意义。
3. 控制保护整定技术规程的编制原则制定高压直流输电系统控制保护整定技术规程时，需要遵循以下原则：•安全性原则：确保系统的安全运行是制定技术规程的首要原则。
规程中应包含可靠的控制保护措施，以保护系统免受故障和意外情况的影响。
•稳定性原则：保持系统的稳定运行是制定技术规程的核心原则。
规程中应包含合理的控制策略和整定参数，以确保系统在各种工况下都能保持稳定。
•经济性原则：合理利用资源，降低运行成本是制定技术规程的重要原则。
规程中应包含经济有效的控制保护方案，以最大程度地提高系统的运行效率。
•可操作性原则：规程应具备可操作性，方便运维人员实施。
规程中应包含清晰的操作指南和参数设置方法，以便于实际应用。
4. 控制保护整定技术规程的内容高压直流输电系统控制保护整定技术规程的内容应包括以下方面：4.1 控制策略•控制模式：规定高压直流输电系统的控制模式，包括整流侧和逆变侧的控制方式。
•调节策略：规定控制系统的调节策略，包括电流控制、电压控制、功率控制等。
•控制参数：规定各个控制参数的取值范围和整定方法，确保系统的稳定运行。
4.2 保护策略•故障检测：规定故障检测的方法和准则，包括过流保护、过压保护、短路保护等。
•故障定位：规定故障定位的方法和准则，包括故障测距、故障类型识别等。
HVDC-Ch7-直流输电系统主要保护的配置
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
直流谐波保护 通过对直流电流中的异常谐波， 主要是工频和二次谐波进行检测，超过整定允许值 并长达预定时间后，启动保护程序停运直流系统。 主要针对交流系统故障、换相失败、或换流阀的触 发失灵等故障。
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
换流站接地网保护 通常对换流站内接地网的电 压和流入接地网的电流进行检测，如果发生过电压 或过电流则启动相应的停运直流系统的保护程序。 当直流系统为双极平衡运行工况时，直流接地网过 电流保护动作应使直流系统双极停运，以避免造成 更大的过电流流入而损坏站内接地系统。
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
换流器的辅助设备，如阀冷却系统、阀控制及 其辅助电源系统，以及测量系统等都是十分重要的， 工程中通常均需双重化配置，并配有性能良好的监 测、故障自检报警和主备设备的切换逻辑。
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
极中性母线保护 通过检测换流阀中性母线侧电 流、直流滤波器电流以及流入接地极引线的电流并 比较它们的差值，可以对中性母线或连接于中性母 线的相关设备（如滤波器或电容器）的接地故障设 置极中性母线差动保护。根据阀中性母线侧直流电 压和直流电流的监测，可以判断极中性母线的开路 故障并采取停运直流系统的保护措施。
直流电压略有上升或下降 直流电压下降 所在阀的健全元件所受电压增大 交流电流激增，直流电压下降 交流电流激增，直流电压下降为0
7 直流输电系统主要保护的配置
保护措施的基本手段： ➢ 急速改变制极脉冲 ➢ 投入旁通阀或旁通对 ➢ 投入旁通刀闸 ➢ 交流短路器跳闸 ➢ 自动再起动
7.1 直流输电系统保护的特性要求
➢ 快速性、灵敏性、选择性和可靠性 ➢ 抗电磁干扰和抗暂态谐波干扰性能 ➢ 双极系统中两个单极的保护必须完全独立 ➢ 多重化配置，并具很强的软、硬件自检功能
高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案
高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案作者：孙天甲来源：《科技创新与应用》2015年第04期摘要：近年来，随着社会的发展，高压直流输电技术也得到了较快的发展，高压直流输电技术凭借其显著的经济效益与社会效益在社会中得到了广泛的运用，但是如何提高高压直流输电系统运行的安全性与可靠性成为了急需解决的问题，文章主要对高压直流输电系统中容易发生的故障进行分析，并提出高压直流输电线路保护方案。
关键词：高压直流输电系统；故障分析；线路保护引言高压直流输电系统拥有输送电流容量大、功率调节容易、电网互联方便、送电距离远、线路走廊窄等优势，因此在远距离电能传输、分布式能源接入电网、非同步电网互联以及大城市中心区域电缆供电等领域拥有明显的优势[1]，我国也已经成为了直流输电大国，高压直流输电系统一旦出现故障，将会造成较大的经济损失与威胁用户的安全。
因此提高高压直流输电系统运行的安全性与可靠性是人们普遍关注的问题，也是急需解决的问题。
1 高压直流输电在大都市受端电网的应用前景高压直流输电技术与交流输电技术相比较而言，高压直流输电技术不存在系统稳定问题，限制短路电流，调节快速、运行可靠，没有电容充电电流这些问题，因此高压直流输电技术在长距离大容量输电以及电网的互联方面适用性很强。
而且就我国目前电网发展的情况来看，中部和东部沿海地区电力消费占80%左右，而我国水能资源主要集中于西部和西南部地区，使中部和东部沿海地区大都市存在远距离、大容量输电以及电网互联等方面的问题[2]，而且在大城市的电网发展中，动态无功不足、短路电流增大、可再生能源发电电源并网运行影响电网运行稳定等问题越来越突出，继续解决高压直流输电凭借其优势能够很好的解决这些问题。
现阶段，我国特高压输电技术还不够成熟，而且直流输电可控性高，在隔离故障方面，效果较好，在输电运行管理方面也比特高压输电技术更有优势，采用直流输电解决电网互联问题，可以有效的解决两网之间互相干扰问题，保持两网之间的稳定性。
特高压直流系统解锁异常故障分析
特高压直流系统解锁异常故障分析摘要：从一起特高压直流输电解锁异常的故障着手分析，得出了该故障的根本原因是双极解锁命令的不同步。
根据故障原因，提出了改变解锁命令传输方式的改进措施，并通过试验验证了该措施的有效性，保证了直流系统的可靠运行，对后续的新建工程有一定的指导意义。
关键词：特高压直流系统；解锁异常故障；解锁命令1特高压直流输电系统的基本原理特高压直流输电技术是以直流电的方式实现电能传输的技术。
直流电必须经过换流实现直流电变交流电，然后与交流系统连接。
图1是特高压直流输电系统的结构示意图。
发电系统发出的三相交流电先在A端升为高压交流电，随即高压交流电经整流器H1与H2作用转为高压直流电流。
然后高压直流电流流过直流输电线路L1、L2到达逆变侧。
接着通过逆变器H3与H4转为交流电流。
最后通过T3与T4降低电压到达交流系统。
在特高压直流输电系统中，整流器与逆变器的结构相同，但作用恰好相反。
整流器的作用是把直流电转换成交流电。
而逆变器则将直流电转换成交流电。
图1特高压直流输电系统结构图2故障过程故障前某换流站的运行方式为双极高端阀组热备用，双极低端阀组隔离，如图2所示。
对端B换流站与某换流站运行方式相同，直流计划采用双极典型方式二（双极高端阀组解锁，双极低端阀组保持隔离）进行启动。
以运行人员工作站（Operator Work Station，OWS）操作下令的绝对时间00∶14∶32.000为此次事件的相对起始时间t0=0，故障时间序列为：1）t=0，运行人员同时下发极1单阀组解锁命令、极2单阀组解锁命令；2）t=1.386 s，极1控制系统收到解锁单阀组命令；3）t=1.397 s，极1高端执行解锁命令；4）t=1.464 s，交流滤波器投入命令产生；5）t=1.885 s，5642交流滤波器（HP12／24型）投入；6）t=2.350 s，极1高端阀组解锁完成；7）t=2.436 s，极2控制系统收到解锁单阀组命令；8）后续时间内极2高端阀组未执行解锁命令。
高压直流输电系统接地极断线保护原理及隐患分析
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其保护原理为 ： １ ）长 时 间 中性母 线 过 电压 是 接 地极 引 线 开
路保 护 的判 据 。 ２ ） 如 果保 护 检测 到 中性 母 线 电压 过 高 时 ， 保
闭锁 的隐患 ， 就是其 中的一个典型 ， 将从接地极 断线保护原理 、 直流分压器故障可能引起的闭锁 隐患 的分 析及 该 隐 患 的 解 决 方 法 三 个 方 面 来 论
华 新 换 流 站 阀 厅 中 性 线 上 采 用 了
Ｓ Ｃ Ｈ Ｎ Ｅ ＷＮ Ｄ Ｔ公 司 的 Ｈ ＶＲ — Ｏ Ｏ型直 流分压 器 ，
４ ） 该保护动作为单系统直接出口， 不切换系
统［ ３ １ 。
动作逻辑简图：
１ ）逻 辑 一 ： Ｕ Ｄ Ｎ ＞ １ ０ ｋ Ｖ 时 ，延 时 ６ ０ ｓ合 Ｎ Ｂ Ｇ Ｓ ， 若 故 障未 消除则 延 时 ９ ０ ｓ 跳闸。
一
线电流降低 ， 此时通过判 断 Ｕ Ｄ Ｎ （ 中性母线电压 ）
特高压直流输电系统最后断路器保护及关键技术分析
特高压直流输电系统最后断路器保护及关键技术分析曹丹中国能源建设集团湖南火电建设有限公司Technology analysis of Last Circuit Breaker in Ultra High Voltage Direct Current SystemCao Dan(China Energy Engineering Group Hunan Power Construction Company Limited)摘要：特高压直流输电系统以其输电容量大、送电距离远等优点，目前已成为我国主要的电能传输方式。
当直流逆变站突然切除全部交流线路时，可能导致交流侧的电压急剧升高，破坏系统稳定性。
为此，逆变站配置的最后断路器保护用于快速识别交流侧突然甩负荷的场景，并迅速切断线路与阀组之间联系，从而保障整体系统的稳定运行。
本文对最后断路器保护进行介绍，分析了最后断路器保护运行过程中的相关技术，为相关工作者提供参考借鉴。
关键词：特高压直流输电系统，最后断路器保护1 引言我国幅员辽阔，东西部能源分配极度不平衡，风、光、煤炭等自然能源储备集中分布在西部地区，而高负荷、高密度的用电需求则集中在东部平原地区。
特/超高压直流输电线路以其造价相对较低，具备大容量、远距离的送电能力，且避免了交流输电系统的功角稳定问题，是我国目前交直流混联电网的主要输电网架[1]。
实际上，目前的特/超高压直流输电线路仍然存在一些问题。
在其正常稳定运行的过程中，交流侧线路与换流阀之间的断路器维持闭合状态。
当逆变站设备发生某些故障，导致逆变站交流侧负荷突然全部丢失，即最后一条交流线路发生跳闸。
此时，由于换流母线上通常配有大量无功补偿设备，逆变器仍然继续运行，直流系统持续向逆变测输入电流，大量功率将流向无功补偿设备，从而导致交流电压急剧升高，危及一次设备的安全[2]。
随着我国特高压输电网架的迅速发展，当前的交直流混联系统结构愈加复杂。
逆变站作为特高压直流输电系统的关键核心，其交流侧的甩负荷问题不容忽视。
±800kV特高压直流输电工程保护闭锁策略分析
±800kV特高压直流输电工程保护闭锁策略分析摘要：特高压直流输电工程在正常的运行中，直流系统也会由于遭到雷击或者过电压等情况导致线路发生故障。
如果直流输电系统发生故障后造成直流保护动作或者控制系统启动的线路停运就是故障紧急停运。
上述的直流保护和控制系统动作主要就是为了迅速的切去故障点的电流；将交流断路器与交流系统之间的联系进行隔离。
但是当直流线路中的一次设备出现故障后，由于电路中缺少能够直接切断直流电流的断路器，只能通过直流电路的控制保护系统来对故障设备进行隔离。
关键词：±800kV特高压；直流输电；保护闭锁；策略1 ±800kV特高压直流输电工程故障隔离的方法1.1一般隔离措施当特高压直流工程发生故障以后，一般的隔离措施有以下几种：（1）立即切换到备用控制系统；（2）移相并闭锁换流器；（3）瞬降换流器功率；（4）跳换流变交流侧的断路器；（5）启动断路器的失灵保护；（6）闭锁交流断路器等。
1.2旁通对的投入对直流系统发生故障的影响在对故障进行隔离时，投入旁通对，这种措施也可以将线路中的故障点从线路中隔离出来，以此来保护直流系统安全的运行。
其在工作中主要是将交流侧的电流和直流侧的电流进行隔离。
当直流电路中投入旁通对时，将直流回路从电路中隔离了出来，也就等于是直流回路发生了短路，此时换流变压器中并没有电流进入。
另外，如果阀内发生短路，旁通对可以将故障转移到自身上，对设备进行保护。
由于在一些特高压直流电路中，故障比较特殊，因此如果投入旁通对时，就会使故障的电流过大，进而会冲击到线路中的一些避雷器等设备，此时，控制系统就会发出禁投旁通对的指令。
2 ±800kV特高压直流输电工程的闭锁类型2.1特高压直流保护闭锁类型特高压直流保护闭锁类型一般有以下4种：（1）X闭锁—旁通对不投闭锁。
通常如果阀发生故障时，就会用到X闭锁。
或者当触发电路所选择的旁通对由于一些原因而没有被投入到故障线路中时，这时线路中也会出发X闭锁。
直流输电系统故障类型
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5.3.6 过电流保护
过电流保护是，当被测电流增大超过允许值时执行相应 保护动作(如使断路器跳闸)的一种措施保护。 直流输电系统的过电流保护， 给那些负载电流与直流系 统电流无关的元件提供过电流保护，如交流滤波器。
5.3.7 其它特殊保护
1）未触发检测 2）换相失败检测 3）滤波器保护 4）避雷器保护
第五章 故障与保护
5.1 换流器异常运行 5.2 交流和直流系统故障响应 5.3 主要保护的配置
第五章 高压直流输电系统故障与保护
高压直流输电系统 换流器
直流开关场和交流开关场的一次设备
控制保护的二次设备 与换流站相连的交流系统。
交流输电线 交流场 换流变 阀厅
任何一部分发生故障， 都会影响整个直流输电系统 运行的可靠性和有关设备的 安全。
1）行波 2）暂态 3）稳态
行波保护，可以将线路故障与逆变站换相失败或交流 故障导致的电压跌落区分开来
5.3.5 差动保护
差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原 理制成的。
差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常
当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相
时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。
5.1.3 整流器内部短路
整流站内部短路虽然少见，但是可 能出现换流站的以下部位。
1）非导通阀 2）换流桥两端
3）换流变压器交流侧相同
4）换流桥直流侧接地 5）换流变压器阀侧交流单相接地 6）换流站极或直流母线接地
5.2 交流和直流系统故障的响应
◆高压直流输电系统的运行受发生在直流线路、换流器或 交流系统上的故障影响．故障的影响通过换流器控制的动作反 映出来。 ◆在交流系统中，用继电器和断路器来检测和消除故障． ◆与之鲜明对照的是，大多数直流系统的故障可以自己消 除或通过换流器控制作用来消除．仅在某些情况下才需要将一 个桥或整个极退出运行。 ◆因此，对于交流系统以及直流系统故障，HVDC系统要有 满意的响应，换流器起着决定性的作用． 本节内容是对故障响应问题的归纳和补充．
高压直流输电线路保护与故障测距原理研究
内容摘要
与传统的故障定位方法相比，基于DPM的故障测距方法具有更高的精度和灵活 性。首先，DPM能够考虑到线路的各种复杂效应，从而更准确地模拟线路状态。 其次，DPM结合了先进的信号处理和模式识别技术，可以快速准确地确定故障位 置。最后，DPM可以通过定期的数据更新和优化来适应电力系统的变化和新的需 求。
内容摘要
研究方法：本次演示采用了大数据分析和人工智能技术，首先收集了大量的 高压直流输电线路故障数据，并运用Python和TensorFlow等工具对数据进行处理 和分析。在数据预处理阶段，采用了特征提取和数据清洗等技术，确保数据的准 确性和有效性。随后，利用卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）等深度 学习模型对故障数据进行分类和预测。
内容摘要
结果与讨论：经过大量的训练和测试，本次演示提出的基于人工智能的故障 分类方法取得了显著的成果。在故障定位方面，准确率达到了98.6%；在故障类 型识别方面，准确率达到了97.9%。此外，保护装置的反应速度和准确性也得到 了显著提高，有效减少了故障对电力系统的影响。
内容摘要
然而，在实验过程中，我们也发现了一些新的问题，例如数据的不完整性和 噪声干扰等，这些问题可能会对模型的训练和测试结果产生一定的影响。为了解 决这些问题，我们进一步优化了数据预处理阶段的方法，例如采用主成分分析 （PCA）等方法对数据进行降维和去噪处理，以提高模型的性能和准确性。
分布参数模型（DPM）是基于线路物理特性的数学模型，能够描述电流、电压、 阻抗、电容等参数在整条线路中的分布情况。通过使用DPM，可以模拟线路中的 各种复杂效应，如电压降、电阻热效应等，从而更精确地预测故障发生的位置。
直流母线常见故障分析及查找方法
直流母线常见故障分析及查找方法摘要：直流母线在电力系统中具有重要作用，但在使用过程中难免出现各种故障。
本文从直流母线的结构、工作原理和常见故障入手，分析了故障出现的原因和表现，并提出了相应的查找方法和解决方案，旨在帮助电力工程师更好地解决直流母线故障问题。
关键词：直流母线；故障；分析；解决方案正文：一、简介直流母线是电力系统中的重要组成部分，主要用于在高压变电站间或变电站内的大电流输送，起到连接设备和输电线路的作用。
然而，在正常运行过程中，直流母线常常会出现各种故障，如短路、开路、接触不良等，严重影响电力系统的稳定运行。
因此，及时有效地识别和解决直流母线故障是电力工程师必须掌握的技能之一。
二、直流母线的结构和工作原理直流母线主要由导体、绝缘材料、接头和附件等组成，它的主要工作原理是将一个母线上的电源输出直流电压，通过接头与其他母线相连，在接口处将电源输出控制在正常的电压范围内，并使电流在母线间平衡分配，维护整个电力系统的稳定性和安全性。
三、常见故障及其分析1.短路：直流母线的短路常常是由于接头和附件盘的过紧导致母线无法正确接通，或是接头不符合规范，接触面积不足导致接触不良的情况下发生。
此时需要在接头和附件盘进行检查和调整。
2.开路：直流母线的开路通常是由于连接螺栓松动、接头处氧化或连接位置不良等问题导致的。
这时，需要对连接螺栓进行紧固、清洗接头表面及加压接头。
3.接触不良：接触不良是直流母线故障中最为普遍的问题，通常是由于连接位置不良、接触面积不足或接头氧化引起。
此时需要对连接位置进行检查和清洗，确保连接螺栓紧固度和接触面积符合规范要求。
四、查找方法和解决方案1.检查母线接线端子和附件连接，根据接头外观，查看是否出现氧化腐蚀、变形、异常磨损等异常现象。
2.检查母线的与接头相接的滑动接触面，清除污垢和剩余物质。
3.检查母线连接螺栓的紧固情况，加压所有螺纹连接，并对入口和出口接头的紧固螺栓进行紧固。
高压直流输电的控制和保护系统策略分析
高压直流输电的控制和保护系统策略分析2河南绿控科技有限公司,河南许昌461000摘要：近几年来连缕的雾猩天气，己成为我国当前社会发展和能源策咯选择面临的最迫切需要解决的环境问题，火力发电中燃煤是影响雾靈的主要污染成分PM2.5的一个重要因素。
治理雾靈，首先要控制燃煤排放。
经济发展需要电力能源，但目前燃煤发电仍旧是我国主要电力来源。
随着国内环境和能源的问题突出，对我国电网结构和能源布局提出新的要求。
高压直流输电有着输送能量大、距离远、损耗低、运行可靠、调节快速等优点，越来越被广泛应用。
这就需要对高压直流输电的控制和保护系统策略进行进一步分析，实现最优策略方案。
关键词：高压直流输电；控制；保护系统中图分类号：G31文献标识码：A1引言高压直流输电系统直流分压器传感器故障是导致直流电压波动的直接原因。
从2005年07月至今，高肇直流、天广直流、兴安直流、普侨直流等国内直流工程多次出现电压波动。
发生电压波动时，逆变侧直流电压测量值比实际值偏低，整流侧直流电压在直流控制系统作用下比电压参考值高。
电压波动幅度越大对直流系统造成的影响越严重，甚至会造成整流侧电压幅值达到部分直流保护的电压定值，如直流低电压保护（27DC）或过电压保护（59/37DC），导致直流闭锁。
因此，研究直流电压控制原理，改进直流电压稳定控制方法，降低电压波动对直流系统稳定性的影响，具有十分重要的意义。
2高压直流输电系统电气回路接线方式2.1单极大地回线方式单极大地回线方式是利用整流站和逆变站的同一个极、同一极直流线路、两侧接地极线路和大地构成直流回路。
在此种接线方式下，大地相当于直流回路中的一根导线，流经大地的电流与流经直流线路的电流大小相等，为直流输电系统的运行电流。
这种方式下直流输电过程中的损耗与双极回线方式下一个极的损耗相比要偏大，因为增加了直流电流流经接地极线路和大地的损耗。
如果直流输电系统接地极长期通过比较大的入地电流，将造成极址附近金属设施的电腐蚀，还会导致中性点接地变压器铁芯磁饱和。
高压直流输电换相失败原因及对策
高压直流输电换相失败原因及对策摘要：换相失败在高压直流输电系统中时常发生，短时间内的换相失败不会造成严重后果，但长时间多次换相失败将导致直流系统停运。
造成换相失败的常见原因主要有:(1)交流侧系统异常，比如电压跌落、电压波形畸变等;(2)换流阀触发脉冲丢失;(3)直流电压、电流异常。
关键字：高压直流输电；换相失败；原因及对策1换相失败基本原理换相失败是直流系统常见的故障之一，一般单次换相失败仅会导致短暂的功率中断，其对系统影响不严重，只有发生连续换相失败可能引起直流闭锁。
换相失败一般都发生在逆变站，当逆变侧换流器两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在承受反向电压的时间内，如果换流阀载流子未能完成复合并恢复正向阻断能力，或在反向电压持续期间未能完成换相，此时当阀两侧电压变为正向后，预定退出的阀将发生误导通，从而引起换相失败。
换相失败的特征是:(1)关断角小于换流阀恢复阻断能力的时间(大功率晶闸管约0.4ms);(2)6脉动逆变器的直流电压在一定时间下降到零;(3)直流电流短时增大;(4)交流侧短时开路，电流减小;(5)基波分量进入直流系统。
2换相失败保护原理保护功能测量换流变阀侧Y绕组和D绕组的电流以及直流电流IDP和IDNC。
一个6脉动桥换相失败的明显特征是交流相电流降低，而直流电流升高。
换相失败可能是由一种或多种故障，如控制脉冲发送错误、交流系统故障等引起的。
阀的误触发或触发脉冲丢失会导致其中一个6脉动桥的连续换相失败;交流系统干扰会导致两个6脉动换流桥的连续换相失败。
对于一个6脉动阀组的持续换相失败和12脉动阀组的持续换相失败，保护分别经过不同的延时跳闸。
换相失败动作后果:单桥换向失败动作后果为请求控制系统切换;X闭锁;极隔离;跳交流断路器;起动断路器失灵保护;锁定交流断路器;启动故障录波。
双桥换相失败动作后果为请求控制系统切换;Y闭锁;极隔离;跳交流断路器;起动断路器失灵保护;锁定交流断路器;启动故障录波。
高压直流输电系统的保护与控制
高压直流输电系统的保护与控制随着能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展，高压直流输电系统作为一种高效、可靠的能源传输方式正逐渐受到广泛关注和应用。
本文将探讨高压直流输电系统的保护与控制措施，以期提高其安全性和稳定性。
一、高压直流输电系统的概述和应用高压直流输电系统是一种以直流电流传输能量的系统，在能量传输距离远、输电损耗小、控制方便等方面具有优势。
它通常由换流站、输电线路和接收站组成，可以广泛应用于远距离、大容量的能源传输，如跨越海洋、山区等地形复杂的区域。
二、高压直流输电系统的保护措施保护措施是高压直流输电系统不可或缺的一部分，它主要包括过电压保护、过电流保护和过温保护等。
过电压保护是指在高压直流输电系统中，当系统中出现电压异常升高的情况时，通过采取相应的保护措施来保护系统的安全运行。
其中，最常见的一种保护方法是安装过电压保护器，它可以有效限制电流的上升速度，避免电流超过设定值。
过电流保护是指在高压直流输电系统中，当系统中出现电流异常升高的情况时，通过采取相应的保护措施来保护系统的设备和电源。
在实际应用中，通常会采用电流保护器、熔断器等设备，当系统中的电流超过设定值时，这些保护装置将迅速切断电路，避免设备受损。
过温保护是指在高压直流输电系统中，当系统中的温度异常升高时，通过采取相应的保护措施来保护系统的设备和人员安全。
一般情况下，会在关键设备上安装温度传感器，当温度超过设定阈值时，保护装置将切断电路，以防止设备过热。
三、高压直流输电系统的控制措施高压直流输电系统的控制措施主要包括稳压控制、防止电弧故障和故障诊断等。
稳压控制是指通过控制换流站的换流变压器和逆变器的工作方式，以保持系统中的电压稳定。
通过使用先进的控制算法和自动化设备，可以实时监测系统中的电压变化，并根据需求调节换流站的工作状态，以确保稳定的电压输出。
防止电弧故障是高压直流输电系统中一个重要的控制环节。
电弧故障是指当系统中的电压或电流超过一定阈值时，导致电路中发生弧光放电。
浅述高压直流输电系统故障和保护
浅述高压直流输电系统故障和保护摘要：随着高压特高压电网在我国的开展，直流输电技术在实际工程逐渐得到广泛应用。
本文叙述了高压直流输电系统各种故障，包括换流器故障（阀体或与其相关的设备故障、逆变失败和换流器内部短路）、各种情况下的换相失败和外部（交流系统和直流输电线路）故障等以及向对应的保护措施（过电流保护），并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案。
关键词：直流输电换流器故障过电流保护通过所学的电力系统继电保护和高压直流输电所知，在交流系统中，我们用继电保护和断路器来检测和消除故障，直流输电系统的换流站与交流系统相连，因此基本保护思想与交流系统有着密切联系。
同时，直流输电系统本身固有的特性也决定了保护思想与传统保护思想有所不同。
主要特征有：直流断路器的限制，直流输电系统换流器控制速度和换流装置的顺序连接等。
因此直流系统中发生的故障常常是通过对换流器的控制来消除的，有些故障可以通过自身的调节功能来恢复。
一、换流站可能经受的基本故障类型在直流输电的实际工程中，直流控制系统是保护的重要组成部分，系统装置误动，换相失败，由雷电或污秽引起的绝缘失效等都将引起换流站故障和扰动。
结合换流站的过电流和过电压两个主保护功能，分析换流站可能经受的基本故障类型有：1、换流器故障换流器故障类型可以粗略分为三种：a、阀体或与其相关联的设备的故障。
对于晶闸管阀体，主要故障类型包括：为触发和误触发两种。
b、逆变失败。
该故障是逆变器最常见的故障类型，而且该故障通常有其他内部或外部故障引起。
c、换流器内部短路。
未触发指的是根据导通顺序某一阀体应该被触发而未被触发的故障；而误触发指的是根据导通顺序某一阀体不应被触发而被触发。
如果阀体触发故障发生在逆变电路，则其影响要大于整流电路。
但如果在整流电路中。
阀体触发故障反复出现，则可能引起直流输电系统的电压和电流崩溃。
逆变失败是指在逆变电路中，应该关断的阀体没有及时完全关断，从而导致应该开通的阀体不能及时承载系统电流所引起的故障。
浅谈直流系统常见故障及处理方法
浅谈直流系统常见故障及处理方法摘要：众所周知，对于电力企业来说，在运营和发展的过程当中，±800kV 特高压直流输电线路的科学利用可谓十分关键。
不过，因为应用±800kV特高压直流输电线路的时候，非常容易发生故障问题，妨碍到电力企业的正常运营。
所以，本文通过合理分析特高压直流系统存在的故障，同时制定出有效的处理方法，进而对相关技术人员形成一定的借鉴与启发。
关键词：特高压直流输电工程；常见故障；处理方法引言：一般而言，±800kＶ直流输电线路的电压等级最高，表现出输送距离非常长、输送容量最大的特点，在我国西电东送、北电南送能源应用过程当中发挥出很大的作用。
实际上，由于分布范围十分广泛，地理、气候以及社会环境非常复杂，受到不良影响因素的干扰，造成特高压直流输电线路出现故障，降低了直流系统运行的稳定性，带给送端与受端电网很大的不良影响，妨碍到广大民众的日常生活。
为此，加强对直流系统常见故障和处理方法的研究十分必要。
1.目前±800kV特高压直流输电系统运用状况的说明从目前的情况来看，国家电网公司应用特高压直流输电线路一共包含了4条，线路的长度总计7950km。
将4条线路当作例子，笔者查阅有关数据信息可知，在线路运行期间，一共产生了20次故障，同时，故障发生的次数与日俱增。
当线路产生故障之后，降低了供电效率。
现阶段，要求有关技术人员应该科学优化，合理分析目前特高压直流输电线路故障问题，不断改进技术，进一步增强特高压直流输电线路抵御故障的能力，进而确保直流系统运行的安全性[1]。
1.±800kV特高压直流输电系统的常见故障及处理方法在±800kV特高压直流输电线路故障发生以后，需要有关技术工作者分析了故障形成的原因，在这当中，主要包括了雷击故障、山火故障等不同类型的故障问题，因此需要有关技术工作者予以重视。
1.±800kV特高压直流输电系统的山火故障及处理方法一般来说，山火故障发生时，一般处于晴天的气候环境当中，十分干燥，风速非常快，湿度非常小。
直流系统异常停运致保护拒动处理与预控措施分析
／２０２４ ０１直流系统异常停运致保护拒动处理与预控措施分析傅亦宏（广东电网有限责任公司梅州供电局）摘 要：直流系统是变电站的重要组成部分之一，它保证了变电站保护装置、自动化系统、五防系统等二次设备的基本运行条件。
当变电站发生线路、母线跳闸的事故事件时，必须要确保其仍然能够可靠运行。
本文首先描述一起直流系统异常停运导致保护不正确动作的事件，并对事件发生的原因进行了分析，继而分析了直流系统异常停运保护拒动的处理方法。
最后对变电站直流系统运行维护注意事项进行简要说明。
关键词：直流系统；事故事件处理；运维０ 引言根据变电站直流电源系统技术规范配置要求，目前１１０ｋＶ以上变电站都是配置双电双充的直流系统，但规范并未对３５ｋＶ变电站直流系统配置要求作出明确说明，因此部分偏远地区３５ｋＶ变电站依旧配置单电单充直流系统。
随着直流系统运行年限增加，蓄电池容量降低是不可避免的问题之一，而且２０２２年也发布了珠海瓦特蓄电池组输出开关切换不到位的隐患排查整治文件，当蓄电池和充电机存在某些缺陷，或直流系统轮流停电定检只有单组运行时，就会存在直流系统故障停运导致保护拒动的可能，通过对直流系统故障保护拒动处理方法进行研究分析，有利于提高运行人员事故处理的效率和能力［１ ２］。
１ 案例分析某日，１１０ｋＶＡ站３５ｋＶＡＣ线开关跳闸，重合闸不成功，３５ｋＶＣ站全站通讯中断，调度无法监视各级母线及站内间隔状态，同时３５ｋＶＤ站配置的远方备自投未动作，３５ｋＶＣＤ线开关在分闸位置，导致３５ｋＶＣ站全站失压。
变电站系统接线图如图１所示。
图１ 变电站系统接线图运行人员到达３５ｋＶＣ站检查发现，３５ｋＶＣ站全站失压，交直流系统失压，主控室及高压室一二次设备均失电，ＵＰＳ装置未在工作状态。
全站所有开关均在合闸位置，所有一次设备外观无明显异常。
汇报给调度后，随后调度下令运行人员现场采用机械分闸方式断开３５ｋＶＡＣ线开关、１０ｋＶ故障线路及站内电容器开关。
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高压直流输电系统故障分析及其保护方案
摘要：因为高压直流输电系统承载的电流容量高、功率易调整、电网连接便利，适合应用在较远距离的电能输送、城市商业区电缆供电等。
但是，根据现阶段高
压直流输电系统看，故障问题仍然存在，对社会经济发展与人们生命安全构成威胁。
因此，做好输电系统保护成为重要研究课题。
鉴于此，笔者结合实践研究，
就高压直流输电系统故障分析与保护方案进行简要分析。
关键词：高压直流输电系统；故障分析；保护方案
社会经济的进步、企业经济效益的提高，高压直流输电系统发挥了重要作用，因为其特点优势也得到广泛推广与应用。
不过，怎样保证高压直流输电系统运行
稳定和安全性也得到了重视。
一、高压直流输电系统发展
高压直流输电和交流输电技术对比，前者有着较强的稳定性，安全性、调节
迅速，在较远距离大容量输电和电网连接中得到了广泛应用。
根据当前电网建设
发展状态分析，我国中部与东部沿海区域电力使用达到84%；水能资源多在西部、西南区域，导致中部、东部沿海城市大容量电力输送困难。
此外，城市电网建设
存在动态无功问题、短路电流较高、电网运行安全性等成为所关注的问题；而通
过高压直流输电系统可以有效处理该问题。
当前，国内特高压输电技术有待进一步完善，加之直流输电操控性强，在隔
离故障上效果显著，运行管理方便；通过直流输电能够有效处理电网管理不足，
确保电网系统之间不受影响，确保稳定性。
高压直流输电的推广应用，其内换流
器经济投入少、换流站使用率高，今后发展空间较大。
二、直流输电故障问题现状
笔者以某城市电网直流输电为例，该电网为城市最大电网但仍然存在不足。
500千伏电网是该城市电网电力吞吐的主网架，其安全水平较低，供电稳定性与
水平无法达到标准要求，无功功率降低。
针对这一问题，选择将直流输电系统安
装在500千伏城市环网和市外受电通道中，系统两端交流电网短路容量无法传输，保证500千伏电网输送顺利。
220千伏电网作为该城市电网的主体供电网络，供
电效果差、无功电源容量低；经过系统研究和分析，选择把柔性直流输电系统安
装在220千伏分区电网的主要联络通道中，提升了电网供电水平，效果显著。
此外，直流输电在三峡--上海±500千伏直流输电上也得到了应用。
三峡-上海±500
千伏直流输电工程线路全长1048.6千米，输送容量300万千瓦，如果根据中强度全铝合金导线替代普通导线推算，常规功率下，一年的输送小时数为4000小时，可节约电能7.98万千瓦时/千米，全线每年可节电8372万千瓦时。
三、高压直流线路故障问题
高压直流线路优点在于：无需提高系统的短路容量就可以达到电力系统的非
同期联网操作、不同频率的电力系统联网。
通过直流系统的功率调节有助于提升
电力系统阻尼，避免低频振动，提升交流输电线的输电水平。
但是，高压直流线
路也存在一定问题：直流输电线路无法引出分支线路，多运用端对端送电。
国外
有地区计划建设五端直流输电系统至今已经建成三端直流输电系统，达到了不同
端直流输电系统的关键技术困难是不同运行条件下的线路功率控制不足。
现阶段，通常三端以上的直流输电系统技术难以达到经济合理效果。
（一）天气影响
在恶劣天气如：暴雨、雷鸣环境下，因为直流系统两根极线为反向，遇到恶
劣天气容易造成直流线路异常。
当直流受到雷击后对电压稳定性造成影响，导致
电压增加。
该阶段若直流线路的绝缘无法承载较高电压，其直流线路将发生故障
问题。
（二）对地闪络
因为直流线路杆塔绝缘处于外部环境下，容易受到环境变化影响或者树枝摩
擦等导致绝缘受损、绝缘性降低出现对地闪络问题。
当直流线路发生对地闪络故障，其电压与电流也会突发性增加且快速在闪络点分散至两侧的换流站输送，电
压增加造成直流线路放电。
最终，线路出现高频的暂态电压与电流。
针对这一问
题一般需要切除直流电源，但若无法快速切除就难以处理，对直流线路运行造成
阻碍。
（三）其他故障问题
一般情况下，高压直流线路较长，长时间使用受到其他因素影响容易导致线
路断线。
高压直流线路穿梭于树枝之中，受树枝影响发生高阻接地问题将导致高
压直流线路故障；加之，高压直流输电线较长，线路段容易与各电压等级的交流
输电线路相交。
长此以往，直流与交流线路接触导致高压直流线路故障问题。
（四）多回路直流输电闭锁问题
电网运行异常导致多回路直流输电闭锁后，造成交流通道承载电压较大、系
统无功需求升高、电压陡降或者交流线路连锁跳闸，对经济效益影响严重。
对此，首先应找到导致回路直流输电闭锁的问题。
高压直流输电系统单元不断出现瞬时
故障，造成现场总线系统不断变换导致电网故障。
换流站中双极区若出现问题将
引发电网异常、回路直流输电闭锁造成换流站无法正常运转。
由于交流系统问题
造成多回路直流输电闭锁，直流系统双极停止运行。
（五）换相失败
换线失败是高压直流输电系统逆变器常见故障问题，主要因为两个阀组换相
时未完成或是计划关断的阀在关断后承载反向电压后，无法恢复阻断要求而造成的，影响直流电压稳定性与直流电流提高，让换流站设备承载较大应力。
如果处
理不当继而导致换相失败。
针对这一，还需要我们立足于换相失败发生机理与影
响因素对直流输电系统稳定性展开分析。
四、高压直流输电系统保护方案
直流输电线路保护作为直流输电系统的重要保护，关乎着直流输电线路运行
稳定性。
直流输电系统多应用在较远距离输电中，线路跨度较大进而也使得故障
问题几率较高，直流输电线路故障问题将对电网稳定性造型影响。
因此，我们应
给予高度重视，从根本上做好高压直流输电保护防止，立足于多方面。
因为高压
直流线路对保证系统稳定、安全具有重要意义，加之因为高压直流线路长易出现
短路、雷击、高阻接地等多种问题，安全性得不到保证并制约着直流输电系统正
常运行。
另一方面，当前直流输电线路行波保护极易受到一些因素影响，例如：
雷击、交流侧故障等，高压直流线路的高阻接地安全问题不断。
对此，想要确保
直流输电系统稳定运行，进行线路故障暂态研究成为当务之急。
高压直流线路故
障暂态中蕴藏着较多故障数据，经过直流线路故障暂态帮助了解直流线路故障原因、故障时间、故障方向等。
经过故障暂态数据找到有意义的数据，制定可行性
方案展开继电保护。
线路故障暂态数据可以把低、高频的能量用于参照，扩大各
故障暂态过程间的不同，确保直流线路故障研究正确。
结语：
综合分析，伴随着城市化进程的加快、社会生产力的提高，人们生活方式的
改变，对于电能源的需求逐渐增加。
而高压直流输电系统关乎着系统稳定和人们用电稳定，能够确保城市、偏远地区供电需求与安全性，在电力系统扮演着重要角色。
不过，高压直流输电系统运行稳定也是群众所关注的焦点，所以，相关单位做好高压直流输电系统故障调查且制定保护方案成为重要工作，应给予高度重视。
笔者围绕题目分别从：高压直流输电系统发展、直流输电故障问题现状、高压直流线路故障问题、高压直流输电系统保护方案，四方面进行分析，希望对高压直流输电系统保护方案起到帮助性作用。
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