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
来自高端换流变进线区域的电流互感器 Ｔ４，该电
流互感器 用 于 测 量 流 过 避 雷 器 Ｆ１ 的 三 相 电 流
值。现场采 集 的 数 据 通 过 ｅＴＤＭ 总 线 到 达 保 护
第３０卷 第１１期 ２ ０ １ ２年１ １月
文 章 编 号 ：１０００－７７０９（２０１２）１１－０１５６－０４
水 电 能 源 科 学 Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ
Ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ．２ ０ １ ２
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
张 婷１，张 小 亮２
场 主 接 线 图 见 图 １。
图１ 奉贤换流站５００ｋＶ 交流场主接线图 Ｆｉｇ．１ Ｍａｉｎ ｗｉｒｉｎｇ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ５００ｋＶ ＡＣ ｙａｒｄ
ｉｎ Ｆｅｎｇｘｉａｎ Ｓｔａｔｉｏｎ
１．２ 最 后 断 路 器 保 护 基 本 原 理 高压直流输电系统逆变站最后断路器保护是
专门针对逆变站突然切除全部交流线路的情况而 设计的，其目的在 于 防 止 运 行 中 的 逆 变 站 在 交 流 出线同时断开时，因 逆 变 站 交 流 侧 及 其 他 部 分 的 电压异常 升 高 危 及 一 次 设 备 安 全 。 ［８～１０］ 特 高 压 奉贤换流站最后断路器保护原理是通过采集换流 变进线电压 Ｔ３ 和 换 流 变 进 线 避 雷 器 Ｆ１ 的 泄 漏 电流 Ｔ４，由此计算避雷器承受的能量。当换流 变 进线电压和避雷 器 的 泄 漏 电 流 达 到 启 动 定 值，同 时避雷器承受的 能 量 超 过 限 值 时，可 判 断 系 统 出 现 交 流 系 统 甩 负 荷 情 况 ，最 后 断 路 器 保 护 将 动 作 ， 闭锁换流器 。 ［１１～１３］ 图 ２ 为 奉 贤 站 高 端 换 流 变 进 线区域接线图。 １．３ 最 后 断 路 器 保 护 信 号
中 图 分 类 号 ：ＴＭ７２６．１
文 献 标 志 码 ：Ａ
直流输电可用于架空线路远距离和大容量传 输 电 能 、海 底 电 缆 输 电 、交 流 区 域 电 网 非 同 步 互 联 等，在 国 内 得 到 了 广 泛 应 用，也 在 我 国 “西 电 东 送”、“南北互供”、“全 国 联 网”工 程 中 起 着 关 键 作 用 。 ［１～４］ 向家坝至上海奉贤送电距离达１ ９００ｋｍ 的±８００ｋＶ 特高压直流输电工程于 ２０１０年 ７ 月 ８日正式投运，这是目前世界 上 运 行 线 路 最 长、输 电容量最大、损耗最低（线 损 仅 ４％）、性 价 比 最 高 的特高压直流输电工 程 。 ［５～７］ 上 海 奉 贤 换 流 站 是 向家 坝—上 海 ±８００ｋＶ 特 高 压 直 流 输 电 工 程 的 受 端 换 流 站 ，位 于 上 海 奉 贤 区 境 内 ，站 址 总 用 地 面 积 １７．４８ｈｍ２ ，围 墙 内 用 地 面 积 １５．０６ｈｍ２ 。２０１０ 年４月２５日奉贤 换 流 站 系 统 调 试 期 间 进 行 了 三 次最后断路器保 护 跳 闸 试 验，结 果 显 示 该 保 护 均 未正常动作。 鉴 此，本 文 结 合 现 场 故 障 录 波 图 中 各参数的变化情 况，分 析 了 最 后 断 路 器 保 护 未 正 常 动 作 的 原 因 ，并 提 出 了 相 关 的 解 决 方 法 ，可 供 今 后特高压换流站系统调试参考。
（１．上海工程技术大学 工程实训中心，上海 ２０１６２０；２．国网运行分公司 上海管理处，上海 ２０１４０２）
摘要：鉴于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，介 绍 了 奉
贤特高压换流站最后断路器保护的基本原理，针对系统 调 试 期 间 该 保 护 未 正 常 动 作 的 异 常 情 况 ，通 过 分 析 现
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｎ Ｆｅｎｇｘｉａｎ Ｓｔａｔｉｏｎ
互感器 Ｔ３ 出来的三相电压量经过换相电压 计 算
器 后 得 到 换 流 阀 网 侧 电 压 ，取 其 最 大 值 ，经 一 定 时
间
保
持
后ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
滤
波
得
到
保
护
所
需
的
电
压
量
Ｕ 。 ［１４］ ａｃ
（２）电流 量。 最 后 断 路 器 保 护 所 需 的 电 流 量
第 ３０ 卷 第 １１ 期
张 婷 等 ：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
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图 ２ 奉 贤 站 高 端 换 流 变 进 线 区 域 接 线 图 Ｆｉｇ．２ Ｗｉｒｉｎｇ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｅｎｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ