直流輸電系統(tǒng)的保護(hù)(已修改)
2025-05-13 06:22 本頁面
【正文】 直流輸電系統(tǒng) 保護(hù)配置 中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)所 直流輸電研究室 王明新 直流輸電工程的保護(hù)系統(tǒng) 一、 直流保護(hù)的配置原則和特點(diǎn) 二、 直流保護(hù)的功能配置 三、 直流保護(hù)工程實(shí)例 一、 直流保護(hù)的配置原則和特點(diǎn) （一） 配置原則 （二） 直流保護(hù)的特點(diǎn) （三） 直流系統(tǒng)保護(hù)的動作策略 (四 ) 直流系統(tǒng) PT、 CT （一） 配置原則 1. 可靠性 2. 靈敏性 3. 選擇性 4. 快速性 5. 可控性 6. 安全性 7. 可修性 可靠性 ? 保護(hù)裝置完全冗余或三取二配置，每套冗余配置的保護(hù)完全一樣，有自己獨(dú)立的硬件設(shè)備，包括專用電源、主機(jī)、輸入、輸出電路和直流保護(hù)全部功能軟件，避免保護(hù)裝置本身故障，引起主設(shè)備或系統(tǒng)停運(yùn)。 ? 每個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的換流系統(tǒng)（例如：極）的所有保護(hù)功能集中放置在本極的保護(hù)裝置中，采用集中冗余配置。 ? 雙極部分的保護(hù)功能也應(yīng)配置在每個(gè)極保護(hù)裝置中，并有自己的測量回路。 ? 隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，直流系統(tǒng)的一些主設(shè)備保護(hù)逐漸演變成在一定區(qū)域集中配置。 靈敏性 ? 保護(hù)的配置應(yīng)該能夠檢測到所有可能的，致使直流系統(tǒng)及設(shè)備處于危險(xiǎn)情況的，以及對于系統(tǒng)運(yùn)行來說不可以接受的故障和異常運(yùn)行情況； ? 直流保護(hù)采用分區(qū)重疊，沒有遺漏，每一區(qū)域或設(shè)備至少采用相同原理的雙主雙備保護(hù)或不同原理的一主一備保護(hù)配置。 選擇性 ? 直流系統(tǒng)保護(hù)分區(qū)配置，每個(gè)區(qū)域或設(shè)備至少有一個(gè)選擇性強(qiáng)的主保護(hù)，便于故障識別； ? 可以根據(jù)需要退出和投入部分保護(hù)功能，而不影響系統(tǒng)安全運(yùn)行 ； ? 單極部分的故障引起保護(hù)動作，不應(yīng)造成雙極停運(yùn)；僅在站內(nèi)直接接地雙極運(yùn)行方式時(shí)，某一極故障才必須停運(yùn)雙極，以避免較大的電流流過站接地網(wǎng) ； ? 任何區(qū)域或設(shè)備發(fā)生故障，直流保護(hù)系統(tǒng)中僅最先動作的保護(hù)功能作用；本極的關(guān)于極或雙極部分的保護(hù)無權(quán)停運(yùn)另外的極； ? 保護(hù)盡量不依賴于兩端換流站之間的通信，必須采取措施以避免一端換流器故障時(shí)引起另一端換流器的保護(hù)動作。 快速性 ? 充分利用直流輸電控制系統(tǒng)，以盡可能快的速度停運(yùn)、隔離故障系統(tǒng)或設(shè)備，保證系統(tǒng)和設(shè)備安全； ? 措施包括緊急移相、投旁通對、封鎖觸發(fā)脈沖、跳交、直流側(cè)開關(guān)等。 可控性 ? 通過控制系統(tǒng)控制故障電壓、電流等運(yùn)行參量的方法減輕各種故障對設(shè)備的危害程度。 安全性 ? 保護(hù)應(yīng)既不能拒動，也不能誤動； ? 為了保證設(shè)備和人身的安全，在不能兼顧防止保護(hù)誤動和拒動時(shí)，保護(hù)及跳閘回路的配置寧可誤動也不拒動； ? 跳閘回路應(yīng)為獨(dú)立的雙跳閘線圈、雙操作電源。 可修性 ? 各種直流保護(hù)功能的參數(shù)便于修改； ? 保護(hù)的配置應(yīng)該考慮到裝置試驗(yàn)和維護(hù)時(shí)不會影響到被保護(hù)的系統(tǒng)運(yùn)行。 （二） 直流保護(hù)的特點(diǎn) 1．微機(jī)化 2．與直流控制系統(tǒng)的關(guān)系密切 3. 多重冗余配置 1．微機(jī)化 1） 集成度高：可以將單獨(dú)運(yùn)行的換流系統(tǒng)內(nèi)，所有能引起該系統(tǒng)停運(yùn)的設(shè)備故障保護(hù)集中在一套保護(hù)系統(tǒng)中，有關(guān)高一級的極或雙極的保護(hù)功能也都盡可能集中在這個(gè)基本的保護(hù)系統(tǒng)中。 2） 判斷準(zhǔn)確：便于輸入信號處理、定量計(jì)算、判據(jù)設(shè)定、延時(shí)選擇和冗余配置；因此，提高了保護(hù)動作的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的可靠性，便于故障分析處理。 3） 便于修改：各種功能可以通過軟件功能和參數(shù)的修改進(jìn)行修正，方便地投入或退出。 4） 經(jīng)濟(jì)性好：由于保護(hù)功能集中，可以節(jié)省保護(hù)硬件投資；通過軟件修改，提高和完善保護(hù)功能，也節(jié)省了技改經(jīng)費(fèi)；同時(shí)系統(tǒng)可靠性提高也帶來一定經(jīng)濟(jì)效益。 2．與直流控制系統(tǒng)的關(guān)系密切 ? 由于直流系統(tǒng)的控制是通過改變換流器的觸發(fā)角實(shí)現(xiàn)的； ? 直流保護(hù)動作的主要措施也是通過觸發(fā)角變化和閉鎖觸發(fā)脈沖完成的； ? 直流系統(tǒng)的控制與保護(hù)功能關(guān)系密切； ? 直流控制和保護(hù)的配合，既能快速抑制故障的發(fā)展，迅速切除故障，又能在故障消除后迅速恢復(fù)直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 3. 多重冗余配置 ? 直流系統(tǒng)的保護(hù)基本屬于系統(tǒng)保護(hù)，它包括換流器、直流開關(guān)場、中性母線、直流線路及交流開關(guān)場保護(hù)等不同保護(hù)區(qū)域的保護(hù)功能。 ? 直流輸電系統(tǒng)為了防止直流保護(hù)裝置本身的故障，造成運(yùn)行可靠性降低，直流保護(hù)裝置采用了冗余配置。 ? 直流保護(hù)的冗余用于提高保護(hù)裝置本身的可靠性，最終達(dá)到提高整個(gè)系統(tǒng)可靠性的目的。 ? 三套硬件和電源獨(dú)立的，功能完全相同的保護(hù)通道，輸出采用 “ 三選二 ” 方式（即：兩兩之間先“ 與 ” ，三個(gè)輸出再 “ 或 ” ），可以避免任何一套保護(hù)裝置本身故障造成的保護(hù)設(shè)備誤動和拒動。 （ 三） 直流系統(tǒng)保護(hù)的動作策略 1. 告警和啟動錄波 2. 控制系統(tǒng)切換 3. 緊急移相 4. 投旁通對 5. 閉鎖觸發(fā)脈沖 6. 極隔離 7. 跳交流側(cè)開關(guān) 8. 直流系統(tǒng)再起動 (四 ) 直流系統(tǒng) PT、 CT 配置 直流系統(tǒng) PT、 CT類型 零磁通 CT，電流的采集是通過零磁通CT 的一組二次線圈和位于直流測量盤的放大器共同完成的，最終形成 02V 直流電壓輸出。 光 CT，地電位將電源轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纖給高電位電路供電；電路將電流相關(guān)的電壓轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，再變成
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