±800kV特高压直流输电控制保护系统分析
±800 kV 特高压直流输电系统特征谐波分析
换流器的数学模型 根据特高压直流输电工程的技术条件和制造水 平,我国换流器的主接线方式[16]如图 1 所示。图中 换流器每极 2 个 12 脉动的换流器串联,2 个换流器 的电压均为 400 kV。
器换相期间的 a 相电流; ia(1,2) 为脉冲间隔序号为 1 时,换流器非换相期间的 a 相电流;其它电流变量 的含义以此类推。
谐波域分析法全面考虑了三相不对称故障触发角分散度和换相角分散度对系统的影响计算速度快收敛性好但分析多谐波源系统波时易形成维数灾1821本文将统一基波和特征谐波潮流算法用于分析800kv特高压直流输电系统的特征谐波立了双12脉动换流器的数学模型通过该换流器将交直流系统联为整体计及了交直流系统谐波电压和谐波电流的相互影响使所得计算结果更符合实际情况
李战鹰 1,李建华 2,夏道止 2
(1.南方电网技术研究中心,广东省 广州市 510623; 2.西安交通大学 电气工程学院,陕西省 西安市 710049)
Analysis of Characteristic Harmonics in ±800 kV Ultra High Voltage Direct Current Power Transmission System
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rF+jnxF id(t) V1 V2 1:KT∠θT ia(t ) ib(t ) ic(t) rT+jnxT V3 +
[9]
图 3 第一个触发间隔期间的等值电路 Equivalent circuits during the first firing interval
当 换流 阀 以等 时间间隔 的 触发 脉 冲依 次 触发 时 ,1 个 基波周 期内 6 个触发脉 冲的相 位序列为 {α (1) , α (2) ,,α (6) } , 换 相 角 的 相 位 序 列 为 {γ (1) , γ (2) ,,γ (6) } 。 已知变 压器 阀 侧 三 相 空载 电压和直流侧 平波 电抗器端电压,由图 3 可以得到第一个触发间隔换 流器换相期间的交流电流为 (1,1) (1) λ t (1) λ t ia (t ) = K1 e 1 + K 2 e 2 − g11 (t ) + g13 ( t ) − gd1 (t ) (1) (1,1) (1) λ1t (1) λ2 t ic (t ) = − K1 e + K 2 e + g12 ( t ) + g13 (t ) − gd1 (t ) (1) (1) 、 K3 为自由变量 式中: t ∈ [α (1) , γ (1) ] ; K1(1) 、 K 2 中的待定常数。第一个触发间隔换流器非换相期间 的 a 相电流为 (1,2) (1) λ3t ia ( t ) = K3 e + g 22 ( t ) − gd2 ( t ) (2) 式 中: t ∈ [γ (1) ,α (2) ] ;其余变量的含义同式(1)。考 虑边界条件,并令 (1) (1) X = [ K1(1) , K 2 , K3 , γ (1) ]T T (3) U d = [Ud ,0 , ϕ 6 , Ud ,6 , ϕ1 2 , U d,1 2 ] T U = [ϕ (1) , U (1) ,ϕ (5) , U(5) ,ϕ (7) , U( 7) ] 式中:X 为由自由变量的待定常数和换相角组成的 向 量; U d 为直流电压、直流侧谐波电压 及其相角 组成的向量;U 为交流侧基波、交流侧谐波电压及 其相角组成的向量。由上述分析可得 F ( X , U d , U , α (1) ) = 0
特高压直流输电控制与保护技术的探讨
特高压直流输电控制与保护技术的探讨摘要:随着特高压大电网、交直流并网等领域的不断发展,直流输电技术在实际工程中得到了越来越多的应用。
本文主要基于对直流输电技术和换流技术的深入研究,并结合±800 kV特高压直流输电工程,对其分层冗余结构、控制和保护技术进行了较为系统的阐述,以期更好地确保特高压大电网及交直流并网安全稳定运行提供良好技术支撑。
关键词:特高压;直流输电工程;换流技术;控制和保护技术引言在我国电网发展中,特高压直流输电起着举足轻重的作用。
其中,控制与保护是其中的关键,其能保证传输电源的正常运行,并能有效地保证传输电源的安全。
±800 kV特高压直流每极均采用串联、母线区连接方式,各电极工作方式灵活、完整,这对保证其工作性能将能够发挥良好的辅助作用。
1 直流输电简介1.1 直流输电系统当前直流输电系统通常采用两端直流传输的方式,包括整流站、直流线路和逆变站。
1.2 换流技术换流站的关键部件为换流器,它包括一个或几个换流器,其电路都是三相换流桥,主要材料为晶闸阀。
其基本工作原理是:通过对桥式阀门的触发时间进行控制,从而实现对直流电压瞬时值、电阻上直流电流、直流传输功率的调整。
同时,对各个桥式阀门的晶闸管单元进行同一触发脉冲控制。
2 特高压直流输电的特点特高压直流输电的特点具体包括:①增加传送能力,增加传送距离。
②节约了线路走廊和变电所的空间。
③有利于联网,简化网络结构,降低故障率。
3 直流输电控制系统分层冗余结构UHVDC是指超过600 kV的直流输电系统,它的控制和保护系统是分层、分布式、全冗余的。
本文以±800 kV特高压直流工程为例,将其按控制等级划分为三个层次:运行人员控制层、过程控制层和现场控制层。
4 为满足特高压交直流系统动态性能要求的控制技术4.1 降低和避免直流对交流系统的不良影响由于换流技术的机制存在着两个主要的问题:谐波和无功。
传统的方法是,安装合适的容量和数量的直流滤波器/电容,并采用多脉动式变流器。
±800kV特高压直流线路带电作业分析
±800kV特高压直流线路带电作业分析带电作业是确保±800 kV特高压直流输电线路稳定、安全运行的重要技术手段,本文针对±800 kV特高压直流线路带电作业的现状,从带电作业操作过电压、进出等电位方式、带电作业安全距离、带电工作安全防护用具等各个方面进行分析和探讨,为确保特高压直流线路带电作业下工作人员的人身安全提供更加可靠的参考。
标签:800KV;特高压;直流线路;带电作业1引言±800kV特高压输电线路在实际运行中因导线数量多、塔形巨大等自身设计所带来的局限,因此造成了带电作业综合性强、复杂程度高。
与传统的交流线路带电作业方式对比,±800kV 特高压输电线路的带电作业稍显的复杂。
带电作业作为输变电工程检修、带电测试、改造的重要手段,其在减少停电损失、提高供电可靠性、保证电网安全性等方面发挥了十分重要的作用。
目前,对于±800 kV 高压直流输电线路的带电作业,国外几乎没有类似经验可以值得借鉴,近几年国内相关运行单位、科研院所、已着手进行了相应的研究,并把这些研究成果投入到相关线路的试运行,而且也取得里一些可观的成果,同时也积累了一定的经验。
根据不同工况带电作业可分为地电位作业、中间电位作业和等电位作业,目前在±800 kV直流输电线路带电作业中应用最为广泛的是中等电位作业方式。
2三种带电作业方式的作业原理2.1地电位带电作业原理作业人员位于地面或杆塔上,人体电位与大地(杆塔)保持同一电位。
此时通过人体的电流有两条回路:一,带电体→绝缘操作杆(或其他工具)→人体→大地,构成电阻回路;二,带电体→空气间隙→人体→大地,构成电容电流回路。
这两个回路电流都经过人体流入大地(杆塔),确保施工人员进行进行安全作业,地电位作业法示意图如图一。
2.2中间电位带电作业原理中间电位作业指的是:当作业人员站在绝缘梯上或绝缘平台上,用绝缘杆进行的作业,此时人体电位是低于导电体电位、高于地电位的某一悬浮的中间电位,中间电位作业法示意图及等效电路图如图二。
基于±800kV特高压直流输电线路典型故障分析
基于±800kV特高压直流输电线路典型故障分析摘要:在我国电力企业发展的过程中,士800kV特高压直流输电线路的应用是较为重要的,但是由于我国在使用士800Vk特高压直流输电线路的过程中,经常出现影响其发展的故障问题,对电力企业的发展产生较为严重的阻碍作用,因此相关技术人员必须要根据士800Vk特高压直流输电线路的典型故障进行分析,并且采取有效措施解决故障问题,进而加快电力企业的进步速度。
关键词:±800kV;特高压;直流输电线路;典型故障1 ±800kV特高压直流输电线路基本情况目前,南方电网公司在使用±800kV特高压直流输电线路的时候,一共设置了两个回路,分别为由普洱至江的线路、由禄丰县至增城市的线路,这两条线路在实际使用过程中,长度有所不同,其线路总长度在2752km左右。
至今为止,这两条±800Vk特高压直流输电线路在使用的时候,出现了20次左右的故障,在一定程度上,影响着供电效率的提升,对各行各业的发展造成了较为不利的影响。
因此,相关管理人员与技术人员必须要根据此类故障的特点予以分析,并且制定完善的解决措施,以便于促进±800kV特高压直流输电线路使用质量的提升,使其向着更好的方向发展。
2±800kV特高压直流输电线路故障分析±800kV特高压直流输电线路的故障类型主要有两种,一种是极-极故障,另一种是极-地故障,极-地故障中又分为两种,一种是正极线路接地故障,另一种是负极线路接地故障。
本文将针对±800kV特高压直流输电线路的正极与负极进行分析,了解不同级别的区内与区外故障。
2.1±800kV特高压直流输电线路的区内故障2.1.1正极线路故障假设±800kV特高压直流输电线路的长度为L,±800kV特高压直流输电线路L与整流站之间的距离为Xkm,在Xkm处发生了极-地故障,故障点为F。
±800kV特高压直流输电线路典型故障分析
±800kV特高压直流输电线路典型故障分析摘要:随着我国电力事业的发展,±800kV特高压直流输电线路具有电压等级高、电力输送效率大与电容量大的特点,在电力事业应用±800kV特高压直流输电线路之后,可以促进企业的长远发展,提高电力输送效率。
基于此,本文针对±800kV特高压直流输电线路典型故障的分析,提出几点解决故障问题的措施,以供相关人员参考。
关键词:±800kV特高压;直流输电线路;典型故障在我国电力企业实际发展过程中,±800kV特高压直流输电线路的应用较为重要,然而,由于我国在使用±800kV特高压输变电线路的时候,还存在较多不足之处,难以制定出各类方案预防典型故障问题。
这就需要电力企业可以根据我国±800kV特高压直流输电线路典型故障情况,制定完善的管理方案,提高故障解决措施,为其后续发展奠定坚实基础。
一、±800kV特高压直流输电线路基本情况当前,我国电力企业在使用±800kV特高压直流输电线路开展相关工作的过程中,设置了四个线路,主要为:其一,复龙至奉县线路。
其二,锦屏至苏州线路。
其三,哈密至郑州的线路。
其四,宜宾至金华线路。
在这四条±800kV特高压直输电线路实际使用期间,长度都不同,最长的在7800m左右。
迄今为止,我国这四条±800kV特高压直流输电线路在使用期间,一共出现了25次故障,影响着国家供电质量,也难以提高电力企业的供电效率。
因此,下文针对我国±800kV特高压直流输电线路典型故障进行了仔细的分析,并且制定完善的故障解决方案,将提高±800kV特高压直流输电线路运行质量作为最终目标。
二、我国±800kV特高压直输电线路的典型故障与解决措施在全面分析我国四条±800kV特高压直流输电线路故障之后,技术人员调查了±800kV特高压直流输电线路故障的原因,其中,雷击故障占70%,山火故障占10%,设备质量故障占10%,其他故障问题占10%。
±800kV直流输电线路带电作业分析
±800kV直流输电线路带电作业分析摘要:为了确保±800kv直流输电线路带电作业的安全性,本文深入分析了±800kv直流电源线路直流高压带电作业的各种安全风害危险源,并就相关问题提出了相应的建议,以利于直流高压带电作业的顺利进行。
关键词:±800kV;特高压;直流;输电线路;带电作业引言为了满足我国用户日益增长的线路电力传输需求,提高直流线路桥梁走廊维护单位建筑面积的可输送电力容量,减少线路综合维护造价和满足线路桥梁走廊维护需求,采用±800kv高压直流线路输电防护系统。
±800kv高压直流输电是一个新的线路电压控制等级,其中的杆塔支架结构、导线元件布置和线路绝缘子元件配置等均具有新的技术特点,这些特点往往给直流线路的设计维护带来困难。
一、±800kV直流输电线路中带电作业的危险分析(一)电场对工作人员的安全影响电力行业工作人员在实际日常工作中会同时遇见多种复杂不同形式的导线电极电场结构,在均匀导线电场中,电压和导线电场运动强度一致大小以及运动方向也许是可能完全相同的,在不均匀的导线电场中,电压和导线电场运动强度一致大小以及运动方向可能是完全不同的。
以上电极结构在从事电力行业工作人员的日常实际操作中又可分为3种常见情况,首先是它是一个人体和其他带电等同的电位,与同时接电的人体之间有着一定的安全接触距离,人体也是处于最高场强的地区,在此操作过程当中,只不过允许一个人体同时接触电力导线当中电位相同的部件。
其次,当电力工作人员在位于地面上或带电杆塔上时,借助带电绝缘安全工具与带电体进行接触时,工作人员所接触处的导线电场运动强度可能会比其略低一点。
最后,当一个人体接触位于电力导线和带电杆塔之间的带电绝缘安全装置导线上时,此时的操作只不过允许一个人体和其他人体接触电位相同的两个部件与其进行安全接触。
(二)静电对工作人员的安全影响静电的存在也会给工作人员带来致命的危险,其中所引发的危险主要是由于技术人员在使用高压电力输电机的线路过程中,人体上静电感应会与电力输电线路对地发生相互感应从而也就会直接导致严重的一种电击死亡现象,一般来说会导致有2种感应形式,第1种,人体对电与地发生绝缘。
基于DPS-3000平台的±800kV特高压直流输电工程控制保护配合逻辑分析
The A nalysis of C ontrol and Protection Cooperation Logic of ̄800kV H VDC based on DPS.3000 Platform
AiHongjieI Yan bingi JiaXuantaoI JinHongjie2 ZhangZipengi (1.XJ Electric Corp.Ltd,Xuchang,He’nan 46 1 000;
requirement of HVDC project real-time.accurately and fast.Xiluodu-Zhejiang ±800kV HVDC project is the largest dc power transmission project domestic of transportation capacity presently.its the f irst successful application at home and abroad of the DPS-3000 platform in Xiluodu-Zhejiang±800kV HVDC project.The thesis analyzed the control and protection cooperation logic of HVDC on DPS一3000
I
2016年第4期 电l|l技,}c J101
技 术 与 应 用
TDM 总线 传至 EPU 板 。EPU 为数 据处理 逻辑运 算 板卡 ,相 当于 电脑的 CPU 是核心板 卡 ,经过 EPU 处理 需共享 的数据 ,由 IFC总线输 出至冗 余主机及 进行 控制保 护主机 之 间数据传输 。IFC10A 插件是 一 种快速 通信 插件 ,通信速 率 50Mbps,具有 快速通 信 总线 接 口 ,提供 高速 点对 点通信 功 能,其必 须嵌入 到处 理器插 件 EPU上 才能运 行 。需 要特别指 出的是, 如 图 1所 示 ,IFC还 是控制 与保护 之 间的 据接 口, 是 直 流 输 电工 程 中控 制 和保 护 主 机 组 网的 关键 板 卡 。ENT通信板卡负责 HMI和服 务器之 间数据通信 。
±800kV特高压直流输电线路整体可靠度分析
±800kV特高压直流输电线路整体可靠度分析摘要:作为电力传输的骨干线路,其整体可靠性直接关系到整个输电系统的安全和稳定。
对于输电线路的可靠度分析,国内外已形成一些有价值的成果。
然而,以往更多的研究集中在杆塔结构的分析上,整个输电线路整体的可靠度分析较为少见。
对某输电线路典型耐张段的可靠度进行了较为详细地分析。
然而,上述分析方法难以应用于整个线路,其主要原因为如导地线、杆塔、绝缘子及金具等元件数量的急剧增加而导致的可靠度分析的困难。
因此,有必要探索可行的输电线路整体可靠度分析方法。
关键词:特高压;输电线路;整体;串联体系;体系可靠指标引言使用±800kV特高压输电线路供电将是我国未来几年中电网建设的主流方向。
特高压直流线路能有效输送大容量的电能,拓展线路走廊单位面积,进而增加电力的输送容量。
塔形体积大、呼高高、导线数目繁多等是特高压输电线路的典型特征,通常架设在崇山峻岭之中,地势较高,线路设计会根据现场的情况设计出杆塔型号及高度,这是±800kV特高压直流输电线路常规检修作业过程中危险性高的主要原因。
1串联体系模型输电线路是一个复杂的工程系统,由多个塔线系统串联连接,任何塔线系统的损坏或故障都会直接影响整个输电体系的正常运行。
因此,整个输电线路可被认为是以各单个塔线体系为功能子单元的串联系统。
此外,就单塔线系统而言,除杆塔本身外,还包括导地线、绝缘子和金具等组件,上述各组件的破坏也会影响线路的正常运行,每个塔线系统也可以由各组件构成的串联体系进行模拟。
2杆塔可靠度分析在计算某一基杆塔整体体系可靠指标的过程中,需要对杆塔开展大量的非线性有限元分析计算。
若采用此方法逐基计算以估算整个线路的可靠指标,对于具有数千基杆塔的输电线路来说很难实现。
因此需要分析档距、风速及呼高等基本随机变量对杆塔体系可靠指标的影响规律,以期找到一种有效的简化估算方法。
2.1可靠指标近似评估方法可靠指标近似评估方法思路如下:首先,结合典型杆塔的可靠度分析结果,针对影响可靠指标的特征参数,建立估算每个杆塔可靠指标的显式模型;然后,基于显式模型的杆塔可靠指标分析结果,采用串联系统的可靠度分析方法,近似评估整个线路的可靠度。
±800kV特高压直流输电控制保护系统分析
±800kV特高压直流输电控制保护系统分析发布时间:2022-11-30T08:59:30.605Z 来源:《新型城镇化》2022年22期作者:袁凯琪[导读] 可提高交直流输电系统设备在转换过程中的安全性。
±800kV特高压直流每极采用了串联结构和母线区连接结构,且每极的运行方式较为灵活、完整,这对保障控制保护系统的性能具有重要作用。
国网山西省电力公司超高压变电分公司山西省太原市 030031摘要:根据我国土地资源和能源分布的特点,为了符合国家电力系统的发展状况采用了直流输电的方式。
特高压直流输电控制保护系统的安全稳定运行为经济建设的进步和发展提供了充足保障。
因此,针对±800kV特高压直流输电控制保护系统展开内容分析和研究,完善系统功能,促进特高压直流输电方式的进步和发展。
关键词:特高压;直流输电技术;控制保护系统特高压直流输电在我国电力系统发展中扮演着重要角色,而在特高压直流输电中控制保护系统发挥着核心作用,在确保传送功率系统不受到影响的情况下,可提高交直流输电系统设备在转换过程中的安全性。
±800kV特高压直流每极采用了串联结构和母线区连接结构,且每极的运行方式较为灵活、完整,这对保障控制保护系统的性能具有重要作用。
1特高压直流输电的特点特高压直流输电的特点具体包括:1.1提高传输容量和传输距离目前,电能的传输容量和传输距离逐渐朝着规模化的趋势发展,故对电网电压等级和输电效果提出了更高的要求。
由于适合于短距离大容量输电,故在一定情况下可以满足人口密集地区、工业发达地区的电量需求,人们可以通过交流输电的方式将城市的各个方面都联系起来,保证城市整体的能源供应。
1.2节省线路走廊和变电站占地面积一般来说,采用特高压输电提高了走廊利用率,由于是交流输电,故在输送到目的地时,可以减少变电站的数量和占地面积,在一定程度上可以减少城市的用地面积,最大可能利用资源。
±800kV特高压直流线路带电作业研究现状分析
Ke y wo r ds :  ̄8 00 kV ul t r a hi g h vo l t a g e d i r e c t c u r r e nt ;l i v e wo r k i n g; p r e s e n t s i t u a t i o n a n a l ys i s ; i ns u l a t o r d e t e c t i o n
±8 O o k v 特 高压直流线路带 电作业研究现状分析
电工电气
பைடு நூலகம்
( 2 0 1 3 No . 1 1 )
产 品 与 应 用
±8 0 0 k V 特 高压 直流线路 带 电作 业研 究现状分析
颜 才升 ,赵华忠 ,张富春 ,陈浩 ,袁新 星
( 1 中国南方电 网超 高压输 电公 司广州局 ,广 东 广州 5 1 0 6 6 3 ;
0 引 言
路 带 电作 业提供 了依据 和参考 。 关键 词: ±8 0 0 k V特高压直流 ;带 电作业 ;现状分析 ;绝缘子检测 中图分类号 :T M 7 2 6 . 1 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 7 — 3 1 7 5 ( 2 0 1 3 ) 1 卜0 0 2 5 — 0 4
YAN Ca i — s h e n g , ZHAO Hu a — z h o n g , ZHAN G Fu — c h u n , CHE N Ha o , YUAN Xi n . x i n g
±800千伏特高压直流输电原理
近年来,随着能源互联网的不断发展,±800千伏特高压直流输电技术备受关注。
本文将从深度和广度两个方面,全面评估这一技术,并撰写一篇有价值的文章,以便读者更加深入地理解这一主题。
一、技术原理1.1 ±800千伏特高压直流输电的基本概念在电力输电领域,直流输电和交流输电各有优势和劣势。
直流输电具有输电损耗小、输电距离远等优点,因此被广泛应用于大距离、大功率的电力输送。
而±800千伏特高压直流输电技术,作为直流输电的一种重要形式,其基本原理在于通过将正负极之间的电压差维持在±800千伏,实现远距离、大容量的电力输送。
1.2 输电线路的构成和特点在±800千伏特高压直流输电技术中,输电线路是其核心组成部分。
该技术的输电线路通常由直流电源、换流站、传输线路、换流站和接收端设备组成。
其中,直流电源部分包括换流变压器、滤波器等设备,而传输线路则采用高压直流输电线路,这些设备共同构成了±800千伏特高压直流输电系统。
二、技术应用2.1 ±800千伏特高压直流输电在国内外的应用目前,±800千伏特高压直流输电技术已经在国内外得到了广泛应用。
在我国,±800千伏特高压直流输电已经在西北等地区实现了大规模的应用,为区域间的大容量输电提供了有效的技术支持;在国际上,类似的技术也被广泛应用于远距离、大容量的国际输电项目中,为全球能源互联网建设提供了有力的技术支撑。
2.2 技术的优势和挑战在实际应用中,±800千伏特高压直流输电技术具有诸多优势,如输电损耗小、占地面积少、造价低等,但同时也面临着技术难度大、设备成本高等挑战。
在实际应用中需要充分权衡其优势和挑战,以实现最佳的技术应用效果。
三、个人观点±800千伏特高压直流输电技术作为直流输电的一种重要形式,其在能源互联网建设中具有重要意义。
我认为,随着我国能源互联网的不断发展,±800千伏特高压直流输电技术将在未来得到更加广泛的应用,并为我国电力系统的高效、安全运行做出更大的贡献。
±800千伏特高压直流输电原理
±800千伏特高压直流输电原理
一、直流输电系统
直流输电系统是特高压直流输电的核心组成部分,主要由换流站、输电线路和控制系统等组成。
二、换流站设备
换流站设备是直流输电系统的关键设备,包括换流变压器、换流阀、直流滤波器、无功补偿装置等。
换流阀是换流站的核心设备,通过控制换流阀的开通和关断,可以实现直流电和交流电的转换。
三、输电线路
特高压直流输电的输电线路采用架空线路或电缆线路,具有传输距离远、输送容量大、电压等级高、输电效率高等优点。
四、控制系统
控制系统是直流输电系统的核心,它包括调节器、保护装置、测量装置等。
控制系统通过对输电线路的电压、电流等参数进行监测和控制,保证输电系统的稳定运行。
五、电力电子技术
特高压直流输电采用了大量的电力电子技术,包括脉宽调制技术、同步开关技术等。
这些技术的应用可以实现电力的高效传输和系统的稳定控制。
六、电磁环境
特高压直流输电的电磁环境影响较小,因为其采用直流输电方式,没有交流输电的谐波和无功功率等问题。
但是,在换流过程中会产生
一定的电磁噪声,需要采取措施进行降噪处理。
七、经济效益
特高压直流输电具有传输距离远、输送容量大等优点,可以大幅度降低电力传输的成本,提高能源利用效率。
同时,特高压直流输电还可以实现不同地区之间的电力互济,提高电力系统的整体效益。
±800kV特高压直流输电控制保护系统分析 张旭
摘要:特高压直流输电在我国电力系统发展中扮演着重要角色,而在特高压直流输电中控制保护系统发挥着核心作用,在确保传送功率系统不受到影响的情况下,可提高交直流输电系统设备在转换过程中的安全性。±800kV特高压直流每极采用了串联结构和母线区连接结构,且每极的运行方式较为灵活、完整,这对保障控制保护系统的性能具有重要作用。
3.3控制保护系统分层结构
一般情况下,控制系统环节具有一定的等级层次及环节功能优先级原则划分,通常采用分层结构可帮助工作人员有效掌握特高压直流输电系统,也有利于提高系统的安全性与稳定性。
4特高压直流控制保护系统的保护功能
4.1换流器保护
换流器的保护方式比较多,如换流器的三角侧短路保护、星型侧短路保护,其动作结果为:将相应极紧急闭锁,将相应换流变压器的进线开关断开,高速中性母线开关断开,闭锁触发脉冲。交流过程保护用于长时间超负荷故障的控制,逆变器的短路备用保护,整流器的短路备用保护,在发生短路、交流系统故障、通信问题时避免发生跳闸的情况,通过交流保护能够紧急闭锁相应的极,并断开换流变压器的进线开关。
2.2三重化保护配置
在常规HVDC工程中,双重化冗余的主保护能与双重化测量传感器很好地配合工作,提高了直流输电工程可靠性。但是,实际上,常规HVDC工程并没有真正做到从输入/输出回路到SCADA、LAN系统中的所有部分都有双重化冗余,在传感器、线缆等测量和传输回路上故障可能导致不必要的跳闸。为了进一步提高可靠性,在向上特高压直流DCC800系统中采用了三重化冗余的主机和传感器保护。直流保护采用完全“三取二”逻辑方案。交流滤波器、交流母线、开关、线路等保护采用完全双重化配置。闭锁、跳闸和切换信号通过由FPGA硬件实现的“三取二”逻辑来输出,所有的跳闸信号通过eTDM光纤来传送。三重化保护配置需要各测点有3个独立输出,比如一次设备上所有的本体保护出口继电器均提供3副硬接点、直流分压器有3个次级输出等。三重化保护配置较好地解决了非电量保护误动的问题。换流变压器、平抗等本体保护跳闸接点暴露在室外,容易受潮或损坏而误动。当本体保护提供3副跳闸节点、保护出口与电量保护共用相同的硬件“三取二”逻辑时,可避免非电量保护误动。
±800kV特高压直流输电线路的维护措施分析
±800kV特高压直流输电线路的维护措施分析摘要:科技的进步,促进人们对电能需求的增多。
电能也逐渐成为生活、工作中必不可少的能源。
±800特高压直流输电线本身的结构比较繁琐,加上电压与功率比较大,所以实际运行期间很容易引发事故。
其中最为常见的便是树障与山火,如果电力线路有附近违规种植树木的现象,并且树木和线路之间的距离较近,便会受树木生长以及风力的影响,导致出现短路的问题,甚至还会导致停电故障。
此外,如果出现山火,对于电力线路也会造成非常严重的影响。
所以,按照±800kV特高压直流输电线路特征,需要做好维护故障,保证线路能够安全运行。
本文就±800kV特高压直流输电线路的维护措施展开探讨。
关键词:±800kV;特高压;直流输电线路特高压直流输电技术是目前世界上最先进的输电技术,具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势,可以更安全、更高效、更环保地配置能源,是实现能源资源集约开发、促进清洁能源发展、有效解决雾霾问题的重要载体,更是转变能源发展方式、保障能源安全、服务经济社会发展的必由之路,也是中国抢占世界能源发展制高点、带动电工装备业“走出去”的重要举措。
1特高压直流输电线路概述特高压直流输电线路是利用稳定的直流电进行电力的传输,具有无感抗、无容抗、无同步等优点,与交流输电相比,直流输电的输送电容量更高、输电的距离更远、电流网络的建立更加容易、特高压功率的调节更加方便等众多的优势特点,被广泛的应用在大功率远距离的直流输电之中,特高压直流输电线路相较于交流输电更适合我国地缘辽阔的特点。
输电过程为直流,通常是运用海底电缆输电与陆地高空架线两种方式,国际上第一条特高压直流输电线路是1954年在瑞典被建造成功投入使用。
特高压直流输电可以将两大电力系统的非同时联网运行与不同频率的电力系统进行联网,可以减小输电过程中造成的低频振动现象。
与此同时,特高压直流输电线路在应用的过程中也面临着很多的不足和缺陷,主要包括直流输电系统目前来说只能实现定点输送,不能在输电的过程中进行电流的分支建立,尽管在创新应用的过程中已经有电力公司研发出三端直流输电,但是还不能解决电路在分流过程中的功率控制问题,并且成本投入过高,还不能进行实际上的投入使用。
±800kV 特高压直流输电工程技术
±800kV 特高压直流输电工程技术摘要:特高压直流输电技术是目前世界上最先进的输电技术,具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势,可以更安全、更高效、更环保地配置能源,是实现能源资源集约开发、促进清洁能源发展、有效解决雾霾问题的重要载体,更是转变能源发展方式、保障能源安全、服务经济社会发展的必由之路,也是中国抢占世界能源发展制高点、带动电工装备业“走出去”的重要举措。
关键词:特高压;?直流输电;?换流站;1特高压直流输电工程技术1.1特高压换流技术特高压换流是特高压直流输电工程的关键技术,其核心设备为换流阀。
目前中国投运及在建的±800kV特高压直流输电工程所使用的换流阀主要有5000A/±800kV和6250A/±800kV两种类型,其中后者的输送性能相对于前者有大幅度的提升。
文章将对这两种类型的特高压换流阀基本参数和性能进行对比分析。
(1)运行条件5000A/±800kV和6250A/±800kV换流阀均为全封闭户内设备,其长期运行温度为10~50℃,长期运行湿度为50%RH,并要求阀厅内长期保持微正压条件。
(2)基本参数与±800kV/5000A换流阀相比,±800kV/6250A换流阀的输送容量提升了25%,其晶闸管导通电压由原来的8.5kV降为7.2kV,晶闸管关断时间由原来的500μs降为450μs,增强抵御换相失败的能力。
(3)阀塔结构设计目前±800kVUHVDC换流阀典型阀塔结构均为悬吊式二重阀结构,整个阀塔通过悬式绝缘子悬吊于阀厅顶部。
每个二重阀为一个6脉波整流/逆变桥的1相,由2个单阀串联构成,而双12脉动阀组的1相则由4个二重阀串联构。
其中,高端阀厅12脉动阀组的悬吊部分的绝缘按直流600kV设计,低端阀厅12脉动阀组的悬吊部分的绝缘按直流200kV设计。
在每个单阀两端采用并联氧化锌避雷器来实现过电压保护,并在阀塔的顶部和底部安装屏蔽罩,以改善换流阀周围电场分布特性,避免换流阀对地产生电晕发电。
一起±800kV直流线路保护动作分析
一起±800kV直流线路保护动作分析摘要:2018年08月22日新松换流站极2直流线路保护动作,其中新松换流站只有极2极保护B套行波保护动作,极2极控系统因收到对站线路保护动作重启命令,进行线路重启并重启成功。
本文围绕该事件通过故障录波波形分析站内保护装置正确动作,并结合直流线路故障测距结果,分析出在线路保护区域内的线路故障,如果故障点距离两站较近,可能造成距离故障点较远的换流站线路保护正确未动作的结果,在站间通信异常的情况下,整流站因无法收到逆变站线路保护动作的重启命令进行线路重启,造成电网存在直流闭锁的风险。
关键词:行波保护;突变量保护;保护区域;重启。
0 引言新松换流站共有ABC三套极保护,均分别采用不同测量器件、通道、电源、出口的配置原则。
当保护监测到某个测点故障时,仅退出该测点相关的保护功能;当保护监测到装置本身故障时,闭锁全部保护功能。
三重保护均分别与三取二装置和极控进行通讯,正常情况下,当三套保护主机中有两套相同类型保护动作被判定为正确的动作行为,才允许出口闭锁或跳闸;当三套保护系统中有一套保护因故退出运行后,采取二取一保护逻辑;当三套保护系统中有两套保护因故退出运行后,采取一取一保护逻辑;当三套保护系统全部因故退出运行后,直流极闭锁停运。
保护的目的是防止危害直流换流站内设备的过应力,以及危害整个系统(含交流系统)运行的故障。
保护自适应于直流输电运行方式(双极大地运行方式、单极大地运行方式、金属回线运行方式)及其运行方式转换,以及自适应于输送功率方向(新松送东方、东方送新松)及其功率方向转换。
新松换流站直流线路保护主要配置了直流线路行波保护(WFPDL),直流线路突变量保护(27du/dt),直流线路低电压保护(27DCL)和直流线路纵差保护(87DCLL)。
直流线路保护区域包括两换流站直流出线上的直流电流互感器之间的直流导线和所有设备。
2 现象2018年08月22日20时04分55秒,新松换流站只有极2极保护B套行波保护动作极2极控系统A/B套收到对站线路保护动作重启命令,一次原压重启成功。
±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。
±800kV特高压直流输电系统故障及控制策略
±800kV特高压直流输电系统故障及控制策略摘要:我国国土面积广袤,人口居住形势在大的方面呈现出大杂居小聚居的特点,尤其从黑河腾冲分界线开始,东南方向人口居住密集,西北方向人口数量急剧下降,但是西北方的土地面积非常丰富,资源也更加的丰富,由于地理环境的影响,导致东南方资源匮乏,而西北方资源严重过剩。
尤其是电力资源,人们的日常生活已经完全离不开电能,为了满足东南方人们的用电问题,必须采取特高压直流输电系统,将西北方的电力资源输送到东南方,来解决东南方用电需求。
关键词:±800kV特高压;直流输电系统;引言电能源在当下已经全面涵盖了人们的生活需求,从电子产品的使用需要用到电能源,到人们的生活,再到工业的发展,人们的生活方方面面都已经离不开电能源。
但是想要实现远距离、大容量的电能输送目的,一定要控制好特高压直流输电系统,尤其对±800kV输电系统而言,保障好输电系统,才能真正的实现我国电力资源的优化配置。
本文主要从三个方面做简单论述。
一、±800kV特高压直流输电系统,受到自然原因导致的故障特高压直流输电系统基本上都是处在郊外,输电线路没有任何遮风挡雨的设备保护,从而导致±800kV特高压直流输电系统故障频发的很大一部分原因就是,输电线路受到自然灾害的损坏[1]。
想要实现跨区域的特高压直流输电工程,必须将可能导致输电系统故障的原因找到,根据发生故障的原因,制定相应的避免方案,才能让±800kV特高压直流输电系统平稳工作,为需要电能源的地区及时输送到资源。
首先,输电系统会受到雷击,整个输电线路几乎都是暴露在野外高空,很容易受到雷电的袭击,尤其是在夏季雷雨天气,线路受到雷电的袭击频率会更高,在高山地区,在山峰上面受到雷电袭击的风险会更高,导致输电线路受到损害的可能性会更大;其次,输电系统会受到雨雪冰害的损害,在一年四季里,下雨天的概率不一样,输电线路在经过不同地区,会受到当地降水量的严重影响,尤其是在高山地区,由于气温的骤降会形成冰雹,导致输电线路被冰雹严重砸伤,对线路造成严重的损坏,每到冬季,大雪和冰害对输电线路的损害也是非常大的,在气温寒冷的地区,由于冰雪着落在输电线上面,会对输电线造成严重的负载,有可能造成输电线的断落,从而造成输电线路损坏,导致远程输电不能顺利完成;最后,远程输电系统会受到硫等有害物质腐蚀的影响,现在环境被严重污染,空气中硫等有害物质的含量越来越高,随着降雨会对输电系统造成严重的腐蚀。
±800kV特高压换流站直流系统直流串电故障分析
±800kV 特高压换流站直流系统直流串电故障分析发布时间:2021-09-04T00:36:15.416Z 来源:《福光技术》2021年9期作者:王志文[导读] 此时Ⅰ母、Ⅱ母的正、负极分别互相连接。
直流系统接线示意图如图1 所示。
国网山西省电力公司检修分公司摘要:直流系统作为站内独立的电源系统,主要为控制系统、信号装置、自动装置、继电保护装置等提供直流电源。
直流系统一旦发生直流串电故障,将变为接地系统,直流正、负极对地电压会发生改变,有可能造成二次设备失电,或使控制保护系统发生拒动或误动行为,因此需要尽快排除此类故障。
本文以某±800kV 换流站 110V 直流系统直流互串故障为例,详细介绍了故障诊断和排除过程,并针对发现的问题提出了具体防范措施,有效确保了换流站的安全稳定运行。
关键词:±800kV 特高压换流站;直流系统;直流串电故障1.直流系统概况换流站控制保护系统的集成度很高,全部集成在互为冗余的 A、B 两套计算机系统中,而采样和信号则由分散在各继电器小室的接口柜通过TDM 数据总线和光缆传输到控制保护系统,接口柜同样采用 A、B 两套系统配置,控制保护系统和接口柜的电源分别由独立的两个直流系统分别供给。
双套直流系统正常运行时,一般采用母线分段运行方式。
在系统需要时,也可合上两段直流母线间的联络断路器并列运行,此时Ⅰ母、Ⅱ母的正、负极分别互相连接。
直流系统接线示意图如图1 所示。
2.故障介绍2018 年 3 月 18 日,某 ±800kV 换流站极 1 直流系统发出“Ⅱ段母线电压不平衡”、“Ⅱ段母线绝缘故障”等告警信号,此时极 1 直流系统处在相互独立的运行状态。
检修人员到达现场查看直流馈线柜,发现直流母线电压和绝缘监测模块各馈线支路绝缘电阻值均正常,使用万用表对地测量Ⅱ段母线正、负极电压,分别为+57.1V和-57.1V,数值未见异常。
但极 1 高端阀组直流馈线屏 B1 绝缘监测模块告警灯长亮,告警信号长发,未见复归。
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±800kV特高压直流输电控制保护系统分析
摘要:电力应用于社会十分普遍,而社会对于电力的依赖性也在增加,电力输
送过程会受到多项因素的影响,因此需要应用输电保护系统,确保电力稳定正常
供应。
本文就±800kV特高压直流输电控制保护系统分析作简要阐述。
关键词:特高压;直流输电;控制保护系统
物高压输电的特点体现在大容量,低损耗,远距离,是能源配置优化的有效
途径,能够带来良好的社会效益。
特高压输电对于电力企业而言提出了新的技术
要求。
控制与保护系统需要从其整体结构,控制策略,分层与冗余等方面进行全
面分析,从而使系统稳定安全可靠。
一、特高压直流控制系统
(一)特高压直流控制策略
相比于常规直流系统,特高压控制系统在策略方面没有体现出过大的变化,
直流系统电源控制主要利用的是整流侧快速闭环来实现的,换流变抽头则控制触
发角保持在一定范围内。
你变一侧的快速闭环控制作用在于使熄弧角保持为定值,直流电压控制则是由换流变抽头来完成的。
由于抽头控制自身存在的非连续性,
采用此种控制策略并应用于逆变一侧时,直流电压控制偏差会由两个部分构成,
分别是抽头步长与测量误差。
对于逆变一侧的电压进行控制,还可以利用快速闭环,通过抽头将熄弧角控制在一定范围内,而此种情况下,电流偏差只受到测量
误差的影响,无功补偿设备与交流滤波器总体容量会增加,在经济性方面表现不佳。
(二)控制系统功能划分与结构
控制系统在分层与配置方面,直流系统保护应该保持与控制系统的相对独立,直流控制结构保护系统分层需要保证保护控制以12个脉动单元作为基本配置。
并且基于上述前提,保护功能实现与保护配置需要最大程度保持独立,利于退出
而不会使其它设备运行受到影响,并且保护系统之间的物理连接要简单而不要复杂。
控制保护系统如果单一元件出现了故障,12动脉控制单元依然需要保持良好
运行。
而高层控制单元出现故障时,控制单元同样能够保持当前工作状态并且依
据人工指令操作。
特高压直流输电需要实现双重化,其范围开始于二次线圈测量,并包括了测
量回路。
内容包括了输出回路,信号输入,主机,通信回路,与之相关直流控制
装置等。
从功能上划分,直流控制系统可以划分为极控制层,双极控制层,换流
器控制层等。
特高压直流控制层功能划分内容包括双极控制层,极控制层,细分又包括了,低压限流控制,极电流与电压协调控制,直流开路试验,电流裕度补偿等功能。
换流器控制层细分内容又包括点火肪冲控制,电压与电流、熄弧角控制等。
二、DCC800特高压直流控制保护系统介绍
DCC800是某企业研制的控制保护系统,特高压直流控制保护系统采用了拥
有较高性能并产生较低热量的CPU以及新的传导冷却计算机,此散热技术是专
为提高UHVDC的可靠性而设计的。
DCC80主机采用自然对流方式来散热,这样
可大幅度减少主机上的积灰。
特高压直流控制保护系统采用了冗余的增强型时分
多路复用总线来传输二进制信号和模拟信号。
二进制信号包括断路器命令、报警、指令、缓慢变化的模拟信号(如温度等);模拟信号包括电流、电压等测量量。
每根光纤都可处理控制器局域网总线信息、同步信号以及像MACH2TDM母线一
样传输的采样数据。
eTDM采用了8b/10b编码,提高了安全性,没有直流偏移,更加适合于光纤和高速连接,易于在硬件上生成时钟,允许高速定时。
单根光纤
在每个方向均有40~100Mbit/S带宽,采样频率可达0.4~1.0MHz,支持精确的
采样同步信号,并具有非常低的系统开销。
三、特高压直流控制保护配置特点
站内所有设备的监视、测量、控制等功能均由计算机监控系统实现,计算机
监控系统采用模块化、分层分布式、开放式结构。
直流控制系统采用分层分布式
结构,从采样单元、传送数据总线、主设备到控制出口按完全双重化原则配置。
换流站内2个极以及同一个极的2个12脉动阀组控制系统之间尽可能彼此独立
配置。
特高压直流控制与保护主机配置相互独立。
四、特高压控制系统与常规控制系统的差异
控制系统结构±800kv特高压直流由于每极采用了双12脉动阀串联的结构,
并增加了旁路开关,所以需要增加一些特殊的控制功能,例如在任何方式下都可
以从极中增加或移除换流阀;当极正在运行时,可以执行对其中1个换流阀的维
护工作;高压直流输电工程采用的是一个连接到所有计算机的双重化的LAN网,
而向上特高压直流工程中串联的换流阀采用全新的双重化实时LAN,网络分区实现,通过防火墙连接来增加安全性,以防止运行人员操作失误和病毒攻击。
控制算法的变化,功率补偿由传输能力的损失而引起的在2个极之间的功率
分配仅限于设定双极功率控制极。
如果1个极是独立运行,另1个极是双极功率
控制运行,则双极功率控制极补偿独立运行极的功率损失,独立运行极不补偿双
极功率控制极的功率损失。
在向上特高压直流工程中,由完整双极运行方式下转
为3/4极运行方式后,损失的功率首先在剩余的3个换流单元之间平均分配补偿,但要受到各换流单元过负荷能力的限制。
阀组控制阀组控制是整个直流控制系统
的核心内容。
阀组控制接收来自极功率控制的电流指令,产生alpha角调整和控
制指令。
在向上特高压直流工程中,对于串联2个12脉动换流器的换流器级控
制采用相互独立的阀组控制,以满足2个串联12脉动换流器的同时运行或单独
检修运行等不同运行模式的要求。
环境温度相对较低,仅依靠正常运行的额定电流无法融化线路覆冰时,需要
在直流线路上产生非常大的电流,可利用已有换流器并联运行来提供所需要的电流。
这种模式需要修改和增加隔离刀闸、避雷器等一次设备。
控制保护在硬件上
只增加输入/输出(I/O)设备,在软件方面也需修改顺序控制和联锁程序。
线路
故障保护区域从并联点之后开始保护。
利用已有换流器并联运行来提供大电流对
直流线路进行融冰是特高压直流特有的功能。
五、特高压基于常规高压直流保护的改进
在双极不平衡运行、不对称触发或中性线接地刀闸合上时可能会流过很大的
变压器中性线直流电流。
为了显示换流变压器饱和程度,并防止因直流电流通过
中性点进入换流变压器而引起换流变压器直流饱和,在向上特高压直流工程初期,提出通过在换流变压器中性点加装直流电流互感器实现换流变压器饱和保护,后
经研究表明变压器中性线直流电流和由它引起的直流饱和具有1个特点,即中性
线直流电流有很大的周期性峰值,中性线直流电流不能全面反映换流变压器的直
流偏磁状况。
因此,可以通过网侧三相套管TA求和的方法直接获得该峰值电流,而在中性点加装直流TA的必要性不大。
基于此,换流变压器饱和保护的原理是
监测变压器一次侧中性线直流电流之和,若超过定值,则执行报警、Y闭锁和交
流断路器跳闸。
若跳闸输出生效,则断路器应有效闭锁,直到变压器经过充分的
冷却时间。
全站失去站用电导致系统停运将站用电的控制系统和保护系统分离,采用独
立的保护装置,以提高运行可靠性。
将控制系统按双重化冗余配置,确保当工作
状态的控制主机故障时,可以及时切换到备用主机,不失去控制功能。
最后断路
器保护为防止逆变侧失去电源造成过压而损坏设备,在常规高压直流工程中,根
据逆变站对端交流变电站开关状态并经过逻辑判断后实施最后断路器保护,在工
程实施时逻辑复杂并且需要专用的通道。
六、结束语
相比于普通的输电控制而言,特高压输电有其自身特点,对技术与设备等要
求更高。
电力输送保护系统是电力系统重要组成,而随着电力行业发展,特高压
输电应用范围逐渐扩大,因此需要采取有效的措施确保输电系统能够正常工作,
而控制与保护系统则正好解决了这一问题。
参考文献:
[1]杨光亮,邰能灵,郑晓冬,±800kV特高压直流输电控制保护系统分析[J],
高电压技术,2012(38).
[2]王闻,祁中建,李卫平,基于±800kV特高压直流输电控制保护系统分析[J],工程技术:全文版,2012(21).。