特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究

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浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究

浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究

浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要:从世界范围看,特高压输电技术将长期发展。

根据中国电网的发展趋势,特高压电网将由1000kV级交流输电系统和±800kV级直流系统组成。

根据特高压交流和直流2种输电方式不同的技术经济特性,比较分析了两者的适用场合,并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题,分别展开比较。

关键词:特高压交流;特高压直流;防雷;可靠性;稳定性;电磁环境;绝缘子;交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。

交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。

国际上,高压(HV)通常指35-220kV电压。

超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。

特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。

而对于直流输电而言,高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压,±800kV(±750kV)以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。

二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状:20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程,输送距离为2400km,电压等级为±750kV,输电容量为 6GW;巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术,第一期工程已于 1984 年完成,1990 年竣工,运行正常; 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源,巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作,后因工程停止而终止了研究工作。

2、特高压直流输电技术的特点及适用范围:特高压直流输电工程由于输送容量大,电压等级进入特高压范畴,换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点,技术难度大,也是可行性研究阶段的主要技术内容,需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证,初步确定其主要技术原则和方案。

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

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。

换流器短路保护87CSD保护动作原因分析及处理建议

换流器短路保护87CSD保护动作原因分析及处理建议

换流器短路保护87CSD保护动作原因分析及处理建议摘要:某直流受端换流站由于交流系统为弱系统,在500kV交流出线发生一回线永久性故障,同时另一回线串补旁路时,直流系统容易发生换相失败,换流阀及阀组避雷器运行条件将进一步恶化,避雷器频繁动作,甚至发生局部闪络击穿,形成短路故障电流通道,导致阀短路保护动作,造成直流闭锁。

本文就阀短路保护87CSD保护动作原因进行分析,提出改善直流运行情况的处理建议,避免由于交流线路故障导致直流闭锁事件的发生。

关键词:换相失败;阀短路保护;直流闭锁引言换流器是高压直流输电系统中最重要的元件,其故障形式和机理与交流系统中的一般元件有很大差别,而其中阀短路是换流器最严重的一种故障。

为防止阀短路时换流阀遭受过应力,高压直流输电工程中通常配置了阀短路保护作为换流器主保护。

换流器交流侧电流大于直流侧电流是阀短路故障的主要特征。

阀短路保护判据中用到了几种不同类型的电流互感器,当换流变压器空载充电或交流系统发生故障时,可能会出现由于电流互感器暂态特性不一致而引起阀短路保护误动的现象。

当换流器发生短路故障时,逆变侧的阀短路电流通常比整流侧的阀短路电流小很多,因此,当逆变侧的阀短路时可能会由于故障电流较小而发生拒动。

然而,某直流受端换流站却是由于交流侧系统故障引起换流阀D桥避雷器频繁动作导致阀短路保护87CSD保护动作。

2019年9月9日,某直流受端换流站500kV交流系统甲线A、C相遭受雷击导致直流双极发生换相失败,随后甲线跳闸、甲线串补旁路,乙线串补间隙自触发动作旁路,极Ⅱ极保护换流器D桥短路保护87CSD1段保护动作,极Ⅱ极控系统ESOF。

极Ⅱ换流变进线开关跳闸,极Ⅱ转为极隔离状态,极1正常运行,直流场运行方式转为极1大地回线接线方式运行,直流功率由3000MW降至1500MW。

经对换流器相关设备进行检查,只发现阀厅避雷器动作次数较多,其它均未发现设备异常。

本文就换流器阀短路保护动作原因进行分析,提出改善直流运行情况的处理建议。

特高压直流换流阀的性能研究

特高压直流换流阀的性能研究

特高压直流换流阀的性能研究摘要:我国能源资源与负荷逆向分布的现实情况以及未来电力需求的巨大空间急切需要发展特高压直流输电技术。

特高压直流输电对换流站的工程技术要求很高,换流阀的可以实现交直流的转换,是换流站的技术核心。

目前工程施工中针对换流阀的安装难点已有相应的控制方法,但并不完善。

相信随着直流工程的发展,换流阀将会更加合理有效的使用在换流站中,为未来特高压直流输电发挥更多的作用。

关键词:特高压;直流;输电系统特高压直流输电技术是指采用直流电压进行输电的技术。

直流输电作为特高压输电的一种形式,是目前解决高电压、大容量、远距离输电和电网互联问题的重要手段。

随着电力系统的需求扩大和电力电子技术不断发展,特高压直流输电技术日渐成熟,换流站作为特高压直流输电的龙头,其可靠性要求特别高,尤其是换流站的核心元件换流阀,由成千上万个元部件组装,结构复杂,安装难度高。

一、特高压直流输电性能特点特高压直流输电的原理为:发电系统发出交流电,升压后,送电端的换流器将交流电整流为高压直流电,通过直流输电线路将高压直流电输送到受电端,受电端再通过换流器将直流电逆变成交流电,最终送入送电端的交流电网[1]。

与交流输电相比,直流输电技术具有线路造价低、输送容量大、输电距离远、控制灵活、节省输电走廊占地的特点。

因此我国电力远距离大规模输送必然选择特高压直流输电技术。

阀控系统二、换流阀施工技术研究1.换流阀的工作原理换流阀是特高压直流输电中实现整流、逆变功能的重要设备,是特高压直流输电系统中的关键部件,它的运行情况与整个特高压直流系统的稳定运行息息相关。

换流阀安装于室内,采用空气绝缘和水冷却方式。

换流阀的类型有汞孤阀、晶闸管阀和IGBT换流阀。

为满足功率输送要求,变电站大多采用晶闸管阀。

换流阀由晶闸管、晶闸管控制单元、阻尼电容、饱和电抗器、阻尼电阻、均压电容、均压电阻等元部件组成。

其中,晶闸管是换流阀的核心元件,换流阀的通流能力取决于晶闸管的好坏,将多个晶闸管元件串联可以得到想要的系统电压。

分析特高压直流输电系统换流站故障过电压

分析特高压直流输电系统换流站故障过电压

分析特高压直流输电系统换流站故障过电压摘要:伴随着特高压直流输电工程的持续推进,基本实现了能源资源科学配置。

特高压直流输电系统换流站元件众多,一旦出现短路故障就会导致过电压问题。

对此,加强故障分析对系统稳定运行有着重要作用。

接下来,笔者结合实践研究,对特高压直流输电系统换流站故障过电压问题进行简要分析。

关键词:特高压;直流输电系统;换流站;故障过电压特高压直流输电承担着西部区域和境外电力传输,节约了较多电能源资源,也是智能电网建设重要环节。

现阶段,全球直流输电工程中最大直流输电为±800kV,做好直流输电系统换流站故障过电压有着重要意义。

一、特高压直流输电系统换流站避雷器系统特高压直流输电系统利用整流站把送端的交流电能转为直流电能,经过输电线路传输至手段。

随后,经过逆变站转为交流电能,使电能传输至负荷端。

这样一来,换流站运行状态直接影响特高压直流输电系统运行。

由于换流站组成构件较多,一旦出现短路就会导致过电压继而影响换流站运行。

对此,采用金属氧化物避雷系统(MOA)可以确保特高压直流输电系统稳定运行,在避雷器参数选择上还需结合绝缘配合与制造成本确认。

首先,避雷器设置。

换流站避雷器设置要求是:交流侧形成的过电压需采用交流侧避雷器装置进行限制。

直流侧过电压通过直流母线MOA、直流线路、中性母线MOA限制。

核心装置利用MOA直接保护,例如:交流、直流滤波器、换流阀。

其次,以某地为例对具体设置方法展开分析。

该地区±800kV特高压直流输电系统换流站选择无间隙氧化锌避雷装置,送受端500kV交流侧避雷装置设置和正常±500kV高压直流输电交流侧相似,各台换流变侧、交流滤波器母线与500kV出线为一组避雷装置。

换流站单级避雷装置设计与特高压直流工程相近,最大不同为上组12脉动换流单元,最高端Y/Y换流变阀侧绕组与地安装A2避雷器,减少绝缘水平和空气间隙。

同时,对上组12脉动换流单元安装C2型避雷装置。

新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术

新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术

新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术摘要:双碳背景下,大规模新能源通过电力电子变换器接入电网,将面临诸多挑战。

在送端电网,千万千瓦级新能源基地数以万计纯电力电子变流器组网的运行特性和稳定机理不明确,新能源发电基地与直流输电系统优化配置和协调稳定控制难度较大;在受端电网,中国已经形成的多直流复杂电网在不断增加接纳直流输电容量的同时,将进一步叠加高比例新能源电力,现有的直流输电控制保护技术和多直流电网安全运行控制技术难以支撑电网安全稳定运行;在环境条件方面,超高海拔、高地震烈度、高宇宙射线和高盐雾等苛刻环境条件将对直流输电装备和基础材料提出更高要求。

基于此,本篇文章对新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术进行研究,以供参考。

关键词:电力系统;特高压直流输电;SLCC换流技术引言上世纪末至今,中国直流输电事业飞速发展,从技术落后到技术引领,成为世界上建设直流工程数量最多、电压等级最高(1100kV)、技术种类最多的直流输电国家。

直流输电是我国能源的骨干运输通道,在能源输送方面将发挥着不可替代的作用。

针对大规模清洁能源并网、传输、消纳等问题,直流输电将是进一步提升清洁能源利用率、充分满足未来电力需求、助力新型电力系统建设的必要手段。

新型电力系统的构建离不开直流输电,同时也将对直流输电的发展产生深远影响。

我国电力系统跨省跨区输电通道建设加快。

新型电力系统能有力推动直流送端风光火储一体化发展,通过采取增加火电调峰深度、配置储能、优化直流曲线等综合措施,提升输电通道清洁电量占比。

我国电力系统输电通道清洁能源比例提升。

1特高压直流输电技术概述通过进一步研究高压直流输电技术,确保国家能源资源的合理开发和利用,解决自然资源和能源分配不均的问题,现在可以进行高压直流输电,即800kV以上的电压直流输电的工作原理是:在用电流变换器改造交流电源之前对其进行改造,强调运输过程中的稳定性和安全性,应用该技术可以节省设备的地面空间,减少交通损失,满足中国各地区每年日益增长的用电需求。

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究摘要:随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展,直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式,直流输电已得到了越来越广泛的应用。

在大电网时代,直流输电不仅成为交流输电的一种有力补充,而且成为了电力系统中最具有重要经济和技术意义的环节之一,成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。

换流器是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件,其故障形式和机理、保护配置和原理与交流系统有着很大的不同。

关键词:特高压;直流输电;换流阀;短路保护;原理;分析1导言特高压直流输电系统以其更远的输送距离,更大的输送功率,更大区域的非同步互联,更低的功率损耗,灵活的功率调节,更低的线路造价等优势而被越来越多的应用在电力传输领域。

特高压直流输电换流阀的本体,作为关键设备,其运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制才能得以实现的。

特高压直流输电换流阀的安装过程,是换流阀从图纸和零部件完成到实体阀的最后关键阶段,需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的关键节点进行合理控制,才能彻底保证特高压换流阀的优良品质,实现更好的长期稳定运行。

2阀短路保护(VSCP)检测原理为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏,特高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY,IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N),并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流,正常运行时这2个值是平衡的。

当换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据,在交流侧电流过大时,换流器被立即跳闸。

3特高压直流输电换流阀特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统,电压等级在±800kV及以上,电流可以从4000A到最高6250A。

该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统,即极1直流系统和极2直流系统。

基于特高压直流输电系统换流站故障过电压研究

基于特高压直流输电系统换流站故障过电压研究

基于特高压直流输电系统换流站故障过电压研究在±800kv特高压直流输电系统换流站很容易发生短路的故障,在其中有很多电感性和电容性组件,当发生短路的时候十分容易引起电压现象。

在研究各种故障和操作情况下电压所具有的特性,对于系统的稳定运行来说十分有意义。

本文介绍在特高压直流输电系统中换流站避雷器在其中的具体配置情况,说明计算条件得出计算原理与系统的主要参数,最后阐述故障的计算和仿真。

标签:输电系统;换流站;故障研究;过电压引言:根据我国目前的经济发展趋势和资源的分布情况所呈现出来逆向分布这样的基本国情,把我国的西部地区所具有的部分能源资源将其逐渐的转换成电能,最终将其输送的我国经济比较发到的中东部分地区,这样不但可以有效保障经济的快速增长,而且区域的环保压力也可以得到有效缓解。

在一些长距离和大规模的输送电能方面,针对特高压直流输电来说具有着十分明显的优势。

所以,不断的发展和建设特高压直流输电工程能具有着十分重要的意义。

一、换流站避雷器在特高压直流输电系统中的配置特高压直流输电系统和传统的高压直流输电系统相同,都是通过使用整流站,把输送端的交流电能经过有效变化,使其成为直流电能,并依靠相关的输电线路将其不断的输送到接受端。

之后在这样的基础上利用逆变站将其全部转化为交流电能,让所有的电能被送到最终的负荷端。

所以,针对特高压直流输电系统来说,具体是否可以稳定安全的一直运行下去直接受到换流站运行的影响。

在整个换流站中,其中电感性和电容性的组件十分多,如果在实际运行的时候出现了短路等故障时,这样的情况下十分容易导致电压方面的问题出现,甚至严重的时候换流站的运行还会受到严重的危害。

对于MOA来说,还可以将其称之为金属氧化物避雷器,它可以对特高压直流输电系统因为各种类型的故障和操作所导致的暂态过电压进行有效的限制,实际选取MOA具体参数的时候,主要是在成本和绝缘配合角度这两个方面来进行,之后在通过暂态计算最终进行确定。

高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析

高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析

万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析作者:张颖, 邰能灵, 徐斌, ZHANG Ying, TAI Nengling, XU Bin作者单位:张颖,邰能灵,ZHANG Ying,TAI Nengling(上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海市,200240), 徐斌,XU Bin(南瑞继保电气有限公司,江苏省南京市,211100)刊名:电力系统自动化英文刊名:AUTOMATION OF ELECTRIC POWER SYSTEMS年,卷(期):2011,35(8)被引用次数:3次1.刘振亚特高压电网 20052.杨勇高压直流输电技术发展与应用前景[期刊论文]-电力自动化设备 2001(09)3.张文亮;周孝信;郭剑波±1 000 kV特高压直流在我国电网应用的可行性研究[期刊论文]-中国电机工程学报2007(28)4.董云龙;方太勋;卢宇HVDC换流阀合成试验控制及保护系统设计与开发[期刊论文]-电力系统自动化 2006(16)5.梅念;李银红;刘登峰高压直流输电中阀短路保护的动作方程研究[期刊论文]-中国电机工程学报 2009(01)6.王俊生;李海英;曹冬明±800 kV特高压直流保护阀组区测量点配置的探讨[期刊论文]-电力系统自动化2006(22)7.王俊生;朱斌逆变侧换流变阀侧连接线单相接地动作策略分析[期刊论文]-电力系统自动化 2010(23)8.王俊生;沈国民;李海英±800 kV特高压直流输电双极区保护的若干问题探讨[期刊论文]-电力系统自动化2006(23)9.张民;石岩;韩伟特高压直流保护动作策略的研究[期刊论文]-电网技术 2007(10)10.杨光亮;邰能灵;郑晓冬高压直流输电控制保护多重化分析[期刊论文]-电力系统自动化 2010(15)11.常勇500 kV高岭换流站换流变空载充电励磁涌流分析[期刊论文]-电网技术 2009(01)12.赵畹君高压直流输电工程技术 200413.浙江大学发电教研组直流输电科研组直流输电 198514.戴熙杰直流输电基础 199015.朱声石差动保护采用P级电流互感器的问题[期刊论文]-继电器 2000(07)16.李长云;李庆民;李贞直流偏磁条件下电流互感器的传变特性[期刊论文]-中国电机工程学报 2010(19)1.杜欣慧.胡殿霞高压直流输电中换流器保护电路的仿真分析[期刊论文]-华侨大学学报(自然科学版) 2013(2)2.郑涛.祁欢欢.范莹基于阀短路保护的HVDC换流器区内故障定位新方法[期刊论文]-电力系统自动化 2013(5)3.文继锋.张晓宇.程骁.熊蕙.李海英.陈松林换流变压器直流偏磁与饱和保护[期刊论文]-江苏电机工程 2013(2)引用本文格式:张颖.邰能灵.徐斌.ZHANG Ying.TAI Nengling.XU Bin高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析[期刊论文]-电力系统自动化 2011(8)。

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

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。

特高压直流线路保护原理及动作策略分析

特高压直流线路保护原理及动作策略分析

特高压直流线路保护原理及动作策略分析摘要:特高压直流输电系统以其大功率远距离传输、控制快速灵活、损耗低的特点,在现代电力系统中得到了广泛的应用。

目前实际工程中将基于故障初始行波的单端保护作为直流线路的主保护。

虽然行波保护动作速度快,但其耐受过渡电阻能力较差;当发生高阻接地故障时,行波保护灵敏性不够,需要依赖作为后备保护的电流差动保护来识别故障。

但由于分布电容电流、直流控制特性以及区外交流故障的影响,传统电流差动保护具有低整定值、长延时的动作特点,导致故障在直流控制暂态阶段长时间存在而难以切除。

因此,如何充分利用故障过程中直流控制暂态阶段的故障特征实现故障的快速判别,对于提升现有特高压直流线路电流差动保护的动作性能具有重要意义。

关键词:特高压;直流线路;保护原理;动作策略中图分类号:TM721 文献标识码:A1特高压直流输电线路的故障分析与保护1.1特高压直流输电线路故障特点在直流输电线路的网路架构上,在多个方面有着明显的优势。

结构上,分布简单,层次分明;造价上,由于线路不复杂,导线需求相比交流少,可节约大量资金。

输送性能上也比较强。

如图1所示的为直流输电线路双极输电结构,可见,该输电线路的结构对称,在进行相关潮流分析时,由于线路分布参数一致,可大大进行简化。

图1 直流输电线路双极输电结构在2014年,我国建成的哈密南到郑州的高压直流输电线路全长约为2192km。

大多数比较长的输电线路,经过的地理位置条件不一,在不同的地区,气候因素影响重大,线路极易发生故障。

根据国家电网公布的故障数据,在直流输电系统总故障中,线路故障占比50%以上。

其中,线路故障的特点,主要表现在四个方面:1)发生故障后,线路中的故障电流会导致电弧的产生,容易引起火灾,在自然情况没有人为干预的情况下,难以熄灭。

在交流系统中发生这种故障时,通常采用交流断路器切除即可,但在直流系统中,该方法无效。

为了解决这一问题,基本是都是采用控制换流站触发延迟角的方法[1]。

特高压直流输电换流阀控制系统应用122

特高压直流输电换流阀控制系统应用122

特高压直流输电换流阀控制系统应用摘要:换流阀控制系统的研究对于特高压直流输电工程建设具有重要意义。

文章介绍了直流输电的优势,然后结合实际案例,分析了特高压直流输电换流阀控制系统的结构及应用原理,为类似工程的建设提供参考。

关键词:特高压;直流输电;换流阀;控制系统一、直流输电概述和交流输电技术相比,直流输电技术在长距离输电中具有明显优势:直流线路输送电力损耗相对较小,输送容量相对较大;直流输电架空线仅仅需要正负两极导线,杆塔结构简单,线路造价相对较低;稳定性较好,可以有效传输大容量电能;可以让电力系统非同步联网,并不需要增加交流系统短路容量;可以将大地视为导体,有效提升输电系统可靠性;分期建设、增容扩建开展较为方便,提升投资效益。

±800kV 以上特高压直流输电技术因其容量大、输入距离长以及损耗低等优点,在我国具有良好的发展前景。

我国特高压直流输电技术已经逐渐走出国门,2019 年,国家电网公司负责建设的巴西美丽山二期特高压直流输电工程已投入运营。

在全球能源互联网背景下,发展特高压直流输电技术对于我国电力事业发展具有重要意义。

而换流阀在直流输电技术应用中占有重要地位,在送电端,换流阀为整流器,利用换流阀可以将交流电整流为直流电,输送能量;在受电端,换流阀为逆变器,可以将直流电逆变为交流电,为后端交流电网提供能量。

在特定情况下,通过改变控制策略,也可以让整流器、逆变器之间角色互换。

二、背景分析我国某 ±800kV 特高压直流输电工程 , 其线路总体长度约为1200km。

该工程的建设对于我国清洁事业发展、产业结构调整以及未来经济可持续发展具有重要意义。

该特高压直流输电工程采用 PCS- 8600 换流阀 , 本文对其换流阀控制系统应用进行分析 , 对类似工程系统的建设具有重要参考价值。

三、特高压直流输电换流阀控制系统结构及原理系统结构PCS-8600 换流阀控制系统结构如图 1 所示 , 主要包含以下三个组成部分。

复龙特高压直流换流站阀流量保护研究

复龙特高压直流换流站阀流量保护研究

复龙特高压直流换流站阀流量保护研究阮思烨张国华(国家电网公司运行分公司,北京市,100052)摘要:根据复龙直流工程运行期间阀内冷水流量保护动作极I高端闭锁情况,分析阀内冷水流量保护对于直流运行的影响,通过试验论证了流量保护同主泵切换的配合的关系,基于以上结论提出了相应的分析和建议,研究结果对于直流换流站现场运行维护具有一定指导和帮助作用。

关键词:复龙; 特高压直流; 泵;切换;流量保护1引言向家坝-上海±800kV 直流输电工程是世界上电压等级最高、传输距离最远、输电容量最大、技术最先进的特高压直流输电工程,承担着金沙江下游向家坝、溪洛渡水电站西电东送任务[1-4]。

复龙换流站是该工程的送端换流站,换流站位于四川省宜宾县,直流双极额定输送容量6400MW,直流额定电压±800kV,直流额定电流4000A。

每极采用两组12脉动换流器串联,换流变压器(24+4)×297.1MV A(其中4台备用)。

工程于2009年12月单极带电,2010年7月投入商业运行。

该系统自正式投入运行以来,总体状况良好。

但在2011年8月,发生一次由于设备原因导致2#主循环泵ok的信号电源短时丢失,复龙换流站极I高端内冷水系统流量低保护跳闸,极I高端闭锁并转至隔离的情况。

流量保护在阀水冷保护中属于主保护,直流输电系统发生流量保护动作的概率较低,实际工程中尤其在特高压直流工程中流量保护的产生机理以及对于直流运行的影响的认识还不够全面[5-9]。

为了进一步加深对该保护的认识,结合本次跳闸情况,在对水冷流量保护以及主泵切换原理介绍的基础上,通过水泵切换试验对该保护原理进行模拟,详细分析了引起该保护动作的原因、产生机制以及对整个系统的影响。

这对现场运行维护人员有一定指导和帮助作用,尤其对未来锦屏-苏南、溪洛渡-浙西、哈密-郑州等±800kV特高压直流工程有着很好的借鉴作用。

2事件概述2011年8月30日18时42分,复龙站由于设备原因导致2#主循环泵ok的信号电源短时丢失,系统发2#主循环泵故障,切至1#主循环泵,切换过程中未建立起正常流量,主泵由1#主循环泵切回2#主循环泵,切换过程中2台主循环泵同时运行,但因未及时建立正常流量,导致2台主循环泵同时报故障。

±1100 kV特高压直流工程换流变最优短路阻抗

±1100 kV特高压直流工程换流变最优短路阻抗

摘要换流变压器是直流输电系统中最重要的设备之一,短路阻抗是确定整个直流系统成套设计方案的最重要输入条件,对直流主回路参数、短路电流、绝缘配合、无功配置、设备制造、大件运输、技术经济性等具有决定性作用。

定量分析了±1100 kV特高压直流工程中以上因素对阻抗选择的影响,并提出了全寿命周期成本分析方法。

基于此分析,以±1100 kV昌吉—古泉特高压直流工程为例,提出了该工程的最优阻抗推荐值,并应用于实际工程。

关键词:±1100 kV直流输电;换流变压器;短路阻抗;绝缘配合;可靠性;全寿命成本0 引言±1100 kV特高压直流输电技术具有经济输电距离更长、输送能力更强、输电损耗更低等优势,将实现特高压直流输电技术的再次创新与革命[1] 。

换流变压器是直流输电系统中最重要的设备之一,发挥着交直转换和交直隔离的重要作用。

换流变压器短路阻抗是确定整个直流系统成套设计方案的重要输入条件,对直流主回路参数、短路电流、绝缘配合、无功配置、变压器制造和运输等具有决定性作用。

合理选择换流变短路阻抗,可以使换流变的损耗、造价、尺寸等技术参数达到最优,同时又能与换流阀等设备能力最优匹配满足直流系统的各项要求,使整个直流系统的技术经济性最优。

因此,短路阻抗的优化选择对直流输电工程具有重要作用,是成套设计的最重要工作之一。

以往直流工程短路阻抗的选取大部分基于厂家的设计经验,更多的是考虑换流变能否运输来决定阻抗大小。

部分文献涉及到了短路电流、无功消耗和设备成本等三个方面的因素,并未全面考虑各影响因素及阻抗导致的全寿命周期成本的影响。

本文基于对±1100kV换流变阻抗各影响因素的综合考虑,在初步选定换流变短路阻抗范围的基础上,研究了不同的换流变短路阻抗对直流系统设计参数的影响,着重计算了阀短路电流、最大换相角、绝缘水平、无功消耗水平、降压过负荷运行需求等技术参数。

最终确定了适合±1100 kV昌吉—古泉特高压直流工程送受端换流变的最优短路阻抗。

特高压直流输电技术的分析与探究

特高压直流输电技术的分析与探究

特高压直流输电技术的分析与探究摘要:特高压直流输电不仅可以改善电网结构,以此有效缓解电能压力,还可以解决我国远距离输电的问题,提高输电的稳定性、安全性和经济性,满足企业生产以及人们生活上的用电需求。

基于此文章对特高压直流输电技术进行分析,探讨了该技术的发展与优化,并研究了技术应用的发展前景,最后提出实际应用策略,以期能够为相关人士提供参考借鉴。

关键词:特高压;直流输电技术;技术分析1特高压直流输电技术概述我国特高压直流输电是指±800kV及以上的电压,随着近几年我国各地区对输送电容量要求的不断提高,为了使我国电力资源得到合理开发和利用,对特高压直流输电技术的研究正不断深化,现已可以实现超远距离输电这一目标,解决了自然资源和能源分布不均的问题。

直流输电的工作原理是通过换流器将交流电先整流再逆变,输电过程中注重稳定性以及安全性,该技术的应用能够节约设备占地面积、减少输电损耗,满足我国各地区用电逐年递增的使用需求。

为推动能源革命,将其转变为绿色经济,我国电力专家开始广泛关注并对技术进行改进,要求在建项目不可破坏周边的生态环境,以此为基础分析未来发展趋势,总结特高压输电相关设备运行维护经验,确保我国的特高压直流输电技术不断创新完善。

在如今全世界电力系统大规模采用直流输电的情况下,特高压直流输电技术的应用优势较为明显,综合比较现有的高强度输电手段,该技术的经济效益更高、适用范围更广,能够在使用中灵活改变输电方式,电能输送会最终注入交流电网,不仅可以保证地理优势不明显地区资源的合理利用,且能够减少输电过程中的线路损耗,提高一次能源利用率。

2特高压直流输电技术特点2.1电网结构简单,易调控特高压直流输电(UHVDC)在输送过程中中间没有其他的输电落点,可以直接将电力输送到终点,输送容量大、输电距离远,电压高,可用于电力系统非同步联网,可以简单地调控电网的结构。

2.2可以更好地限制短路的电流直流系统可以更好地控制电流的传送速度,可以将系统中出现的短路电流进行控制,这样系统不会因为短路的问题造成容量的增大。

新型电力系统中的特高压直流输电slcc换流技术

新型电力系统中的特高压直流输电slcc换流技术

新型电力系统中的特高压直流输电slcc换流技术特高压直流输电(Ultra High Voltage Direct Current Transmission,简称UHVDC)是一种新型的电力传输技术。

UHVDC系统的核心是换流技术,而SLCC(Static Local Current Controller)则是UHVDC系统中的一种主要换流技术。

SLCC是通过控制线路上的换流阀来实现直流电能的传输和变换的技术。

在UHVDC系统中,直流电能是通过换流站的方式进行传输的,而SLCC则是由换流站上的静止开关器件组成的。

它通过对换流电路上的电压和电流的控制,将电能从高压端传输到低压端,或者从低压端传输到高压端。

相较于传统的交流输电系统,UHVDC系统具有更高的输电能力和更远的传输距离。

它能够有效地解决长距离输电中的线损问题,同时减少电网对电力供应的依赖性。

而SLCC作为UHVDC系统中的一项关键技术,能够实现高效、稳定的直流电能传输,为电力系统的安全运行提供了技术保障。

SLCC通过控制换流电路上的开关器件,实现对直流电能的调节和控制。

它能够实时监测电流和电压的变化,并通过控制开关管的通断状态来控制电能的传输。

通过这种方式,SLCC能够保持直流电流的稳定性,减少能量损耗,提高输电效率。

SLCC还具有较强的自适应控制能力。

它能够根据电网负荷的变化,自动调整开关管的控制策略,以实现电力系统的平衡运行。

SLCC还具备防止电网故障扩散和保护电力设备的功能。

当电网发生故障时,SLCC能够及时切断故障区域,保护电力设备免受损害,确保电能的正常传输。

SLCC技术在应用中仍然存在一些挑战。

首先,由于系统的复杂性和高压高温环境的影响,SLCC设备的稳定性和可靠性需要得到充分保证。

其次,应用SLCC技术需要大量的控制与保护措施,这对系统的安全运行提出了更高的要求。

此外,随着电力系统的发展,SLCC技术也需要不断地进行改进和优化,以适应电力系统的发展需求。

800kv特高压直流输电换流阀关键技术及应用

800kv特高压直流输电换流阀关键技术及应用

800kv特高压直流输电换流阀关键技术及应用800kV特高压直流输电换流阀关键技术及应用包括以下几个方面:
1. 特高频PD信号传感技术:这种技术能够创新地实现特高频传感器展频的附加阻抗匹配网络、多层屏蔽谐振、非中心点馈电以及复合结构等关键技术。

这种技术在强电磁环境下可以采集微弱的PD信号,具有超宽频带特性,检测频带范围非常广,中心频率在500MHz至1GHz内可选,并可调节多频谐振点的相对位置以形成抑制窄带干扰频段的阻带。

2. 电磁兼容技术:这种技术主要应用于控制和消除电磁干扰,确保换流阀在复杂的电磁环境中稳定运行。

电磁兼容技术包括控制换流阀的电磁辐射、传导和敏感度,以及抑制电网过电压和雷电冲击等。

3. 阀冷却技术:这种技术主要应用于确保换流阀在高温环境下长期稳定运行。

阀冷却技术包括采用液冷和风冷等多种方式,对换流阀进行散热和降温,同时考虑环保和节能的要求。

4. 监控与保护技术:这种技术主要应用于实时监测换流阀的运行状态,预防潜在的故障。

监控与保护技术包括采用传感器、信号处理和模式识别等技术,对换流阀的电气和机械性能进行实时监测和预警,以及在必要时采取保护措施。

总之,800kV特高压直流输电换流阀关键技术及应用是多学科交叉的领域,涉及电气工程、机械工程、电子工程等多个学科。

这些技术的应用可以提高特高压直流输电的稳定性和可靠性,降低运行成本和维护成本,为电力行业的发展做出贡献。

直流输电--换流器保护

直流输电--换流器保护
Vdn −σt idn = I d 0 + e sin ω2t ω2 L2
R2 式中: σ = 2L2
ω2 ≈
1 L2C
L1 R1
idz = I d 0
R1 L2
i
+ -
idn
连续换相失败
一次换相失败后,逆变器侧直流电流必然增加, 有可能造成连续换相失败。 阀V3换相失败后,阀V4也换相失败,称为连续换 相失败。
第II阶段—— ωt = 0 ~ 90°
各阀电流的求解:
eab = 2 E sin ωt
di 2 Lr 3 = 2 E sin ωt dt
2E i3 = ( − cos ωt ) + A 2ωLr
ea
Lr
i3 = I S 2 (cos α − cos ωt ) = I S 2 (1 − cos ωt ) i1 = I d − i3 = − I S 2 ( 1 − cos ωt )
eb
P5
ec
P1
2 P4 P6
i1
1.43Is3
1.86Is3
i3
i5
-2.9Is3
逆变器阀短路
故障条件:
阀V1换相结束不久后,即C6点发生故障;
故障过程:
V1重新导通,V3向V1换相 阀V4导通时,V1与V4将形成直流侧短路,与换相失败 过程相同; 区别在于,V1短路,双向导通,将发生周期性换相失 败。
整流器阀短路的故障特征
交流侧交替地发生两相短路和三相短路; 通过故障阀的电流反向,并剧烈增大,电流峰值 要比正常工作大许多倍; 交流侧电流激增,比正常工作电流大许多倍; 换流桥直流母线电压下降; 换流桥直流侧电流下降,但由于直流电抗器作 用,直流电流短时间内下降不多。

特高压直流线路保护原理及动作策略分析

特高压直流线路保护原理及动作策略分析
2.4纵联电流差动保护
理论上讲,纵联电流差动保护利用了双/多端电气量,从原理上就能够保证绝对的选择性,但由于直流输电线路差动保护利用两端电流简单加和构造差动判据,没有考虑输电线路分布电容的影响,需要等暂态过程消失后差动保护判据才能成立,因此,它在故障后投入的时间晚且需要长延时确认。按照设计,它仅负责切除高阻故障,是直流输电线路的后备保护。运行中的直流输电线路纵联差动保护由于没有考虑电容电流问题,动作速度慢。SIEMENS直流线路差动保护在设计时采取了“传输同步故障延时”功能,在故障初期由于电流波动大,差动保护会延时600ms再投入,又加上差动判据本身延时500ms,即使差动保护能够动作也在故障发生1100ms以后。在此期间,曾多次发生由于极控低压保护或者最大触发角保护动作而闭锁故障极的事故,线路失去重启机会被迫停运,差动保护也未能对高阻接地故障起到后备作用。而葛南直流的差动保护动作时间为5s,更少有机会动作。
4)可研究利用边界元件、特征频率、先进信号处理方法以及先进算法的保护原理;
5)结合工程实际,充分考虑特高压直流系统的结构特点,利用多种原理的保护技术相结合以提高保护的整体性能。
上述两种方案都存在着理论不够严密、耐过渡电阻能力有限、对采样频率要求过高等问题。为了解决存在于行波保护中的问题,学者们做了许多工作,主要包括两个方面:一类是将小波变换、数学形态学等信号处理方法引入到行波保护中;另一类则是基于直流线路的故障暂态特征,从不同角度实现对直流线路故障的识别,如直流线路的单端暂态保护、双端暂态保护、自适应行波保护等。
根据直流线路故障的暂态特征,从不同角度实现对故障的识别;利用暂态量低频部分在线路两端的差值实现区内、外故障的判断;利用保护元件来实现对侧区内、外故障的判别;提出利用线路两端暂态电流信号的频率特征识别故障的方案,具有装置简单、通信速度快、可靠性高的特点;提出基于极波的暂态量保护方案;利用故障行波波头阶段的固定采样点和固定时间窗内的信息进行故障判别,可靠性好、时间窗短、耐受过渡电阻能力强。

特高压直流换流阀原理

特高压直流换流阀原理

特高压直流换流阀原理
特高压直流(UHVDC)换流阀是用于直流输电系统的关键设备,它能够将交流电转换为直流电并输送到目标地点。

以下是特高压直流换流阀的工作原理:
1. 桥式整流器(Rectifier):特高压直流换流阀的输入端通常是三相交流电源。

在换流阀中,交流电经过桥式整流器将交流电转换为直流电。

桥式整流器由多个晶闸管或二极管组成,控制晶闸管的导通和关断可以实现对直流电压的调节。

2. 滤波器(Filter):桥式整流器输出的直流电压会存在一些脉动成分,为了减少这些脉动,需要在直流电路中添加滤波器。

滤波器通常由电容器和电感器组成,可以帮助平滑直流电压。

3. 逆变器(Inverter):逆变器是特高压直流换流阀的输出端,它将直流电转换为可控的交流电输出。

逆变器也由多个晶闸管或二极管组成,通过控制晶闸管的导通和关断来实现对交流电的调节。

4. 控制系统:特高压直流换流阀的工作需要一个复杂的控制系统来
控制和调节整个系统的运行。

控制系统包括计算机控制单元、传感器、监测设备和通信设备等,用于实时监控和调节电流、电压、功率等参数,并根据需要通过控制晶闸管的导通和关断来调整电流和电压。

通过桥式整流器和逆变器的工作,特高压直流换流阀实现了交流电到直流电、直流电到交流电的转换,从而在特高压直流输电系统中发挥关键的作用。

它具有输电损耗小、可远距离传输、抗电磁干扰能力强等优点,被广泛应用于特高压直流输电系统中。

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特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究
发表时间:2018-09-11T15:20:17.627Z 来源:《基层建设》2018年第20期作者:冯育杰金石炜陈兆兴夏鹏侯宇[导读] 摘要:随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展,直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式,直流输电已得到了越来越广泛的应用。

国网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁省鞍山市 114000 摘要:随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展,直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式,直流输电已得到了越来越广泛的应用。

在大电网时代,直流输电不仅成为交流输电的一种有力补充,而且成为了电力系统中最具有重要经济和技术意义的环节之一,成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。

换流器是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件,其故障形式和机理、保护配置和
原理与交流系统有着很大的不同。

关键词:特高压;直流输电;换流阀;短路保护;原理;分析 1导言
特高压直流输电系统以其更远的输送距离,更大的输送功率,更大区域的非同步互联,更低的功率损耗,灵活的功率调节,更低的线路造价等优势而被越来越多的应用在电力传输领域。

特高压直流输电换流阀的本体,作为关键设备,其运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制才能得以实现的。

特高压直流输电换流阀的安装过程,是换流阀从图纸和零部件完成到实体阀的最后关键阶段,需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的关键节点进行合理控制,才能彻底保证特高压换流阀的优良品质,实现更好的长期稳定运行。

2阀短路保护(VSCP)检测原理为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏,特高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY,IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N),并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流,正常运行时这2个值是平衡的。

当换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据,在交流侧电流过大时,换流器被立即跳闸。

3特高压直流输电换流阀特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统,电压等级在±800kV及以上,电流可以从4000A到最高6250A。

该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统,即极1直流系统和极2直流系统。

每个完整的单极系统包含2个单极换流器单元,分别安装在整流换流站和逆变换流站。

每个换流站内的单极换流器单元由2个12脉动阀组串联组成。

一个阀厅仅包含一个12脉动阀组。

因此每个换流站共分四个独立阀厅,即极1高压阀厅、极1低压阀厅、极2高压阀厅、极2低压阀厅。

锡盟站换流阀设备由西安西电电力系统有限公司自主制造,换流阀采用空气绝缘、水冷却的户内悬吊式双重阀结构。

每个阀厅换流阀阀组由6个双重阀阀塔组成。

根据电流流向不同,双重阀阀塔分为2种结构,即电流上结构和电流下结构。

阀侧星形接法的3相双重阀阀塔是其中一种结构,阀侧三角形接法的3相双重阀阀塔是另一种结构。

每个阀厅换流阀阀组通过冷却水管、管母金具、光纤分别与换流阀冷却系统、换流变压器、换流阀控制单元对应连接。

在换流阀整体设计中,综合考虑了各种相关的复杂因素,如过电压与绝缘配合、阀电子电路单元抗电磁干扰、主回路电气件合理布局和散热、换流阀的防火和抗震等要求、机械性能和电气性能要求、安装维护便捷要求等,按特定装配工艺,将换流阀的各个组成部件通过标准化作业组装在一起,具有安装快捷,维护方便的特点,有效保证了换流阀和整个直流输电系统的稳定性、可靠性及安全性。

4RTDS仿真分析利用RTDS仿真系统对酒泉—湖南特高压直流输电工程中所配置的换流阀短路保护进行仿真试验及功能验证。

相关系统参数如下:系统为双极全压大地回线方式运行,额定容量8000MW,直流线路额定电压为800kV,整流站交流系统电压为750kV,逆变站为525kV,其控制方式均为典型方式控制。

模拟整流站极Ⅰ高端阀组Y/Y绕组阀桥臂100ms短路故障,IVD为低端阀组交流侧电流,IDNC为双极中性线电流,IDCP为极母线电流。

故障发生后,在397ms时MAX(IVY,IVD)-MAX(IDC1/2P,IDC1/2N)>[0.5×ID_NOM+0.2×MAX(IDC1/2P,IDC1/2N)],整流站极Ⅰ高端阀组Y桥阀短路保护动作,故障电流最大21.6k A,使得整流站高端阀组执行换流器X闭锁,高端阀组隔离。

逆变站换流阀过流保护(DCOCP)检测到故障电流大于动作定值,即Max(IVY,IVD,IDCN)>Iovc_set,经延时后高端阀组执行换流器Y闭锁,极Ⅰ高端阀组封脉冲闭锁,退出运行。

逆变站故障发生后,换流变压器阀侧故障短路电流最大2.1kA,系统检测到换相失败,导致Y桥阀短路保护动作,逆变站高端阀组执行换流器X闭锁,高端阀组隔离。

换流阀直流侧短路故障(全压0.1 p.u.功率情况下的故障7模拟:一是整流站(以高端阀组为例)在RTDS仿真系统中,模拟整流站极Ⅰ直流母线与双极中性线之间100 ms短路故障,仿真试验时,换流变压器阀侧故障短路电流峰值为19.2kA,Y桥阀短路保护动作,D桥阀短路保护动作,整流站高压阀组执行X闭锁,将高端阀组隔离。

逆变站由于DCOCP动作导致高压阀组执行换流器Y闭锁,极Ⅰ高压阀组封脉冲闭锁,退出运行。

二是逆变站(以低端阀组为例)在RTDS设置模拟逆变站极Ⅰ直流母线与双极中性线之间3s短路故障,换流变压器阀侧故障电流峰值达到5.4kA,逆变站低端换流器换相失败被检测到,延迟进行控制系统切换,然后双桥换相失败保护动作,极Ⅰ低端换流器执行换流器Y闭锁,换流器隔离。

整流站在逆变站执行换流器Y闭锁后执行正常闭锁停运,极Ⅰ低端阀组封脉冲闭锁退出运行。

三是仿真试验结果:首先换流阀发生阀短路故障时,其特征是交流侧交替发生两相短路和三相短路,由于流过故障阀的电流发生反向而导致其故障电流量剧烈增大,故障时具有交流侧电流激增,直流线路电压、电流和输送功率同时减小的现象。

其次整流站发生阀短路故障时比逆变站严重得多,而逆变站发生阀短路故障同时将触发换相失败保护动作。

最后当系统输送功率为额定功率时,阀侧故障电流可达到额定值的数倍,此时无论整流站或逆变站的差流很大,制动电流较小,保护可以可靠动作,而当系统输送功率为最小功率时,即0.1 p.u.时,由于整流站故障电流比逆变站故障电流大得多,使得整流站差流值较大,逆变站差流值较小,逆变站存在出现保护拒动的可能。

5结论
换流阀短路保护作为特高压直流输电工程控制保护中的重要组成部分,为避免换流阀因故障损坏提供了可靠保护。

通过对该保护的配置及动作逻辑进行了分析并结合RTDS验证了该工程所配置的换流阀保护具有较高的灵敏性及可靠性,本文的分析结论对该工程的后续建设及研究具有一定的技术支撑和参考意义。

参考文献:
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