HVDC与Facts技术第五章高压直流输电系统的.ppt

电压保护组 电压应力保护 保护目的：通过联锁换流变压器分接开关，避免交流电压对所有换流设备产生过高的电气应力，避免阀避雷器过应力以及换流变过励磁。 工作原理：采用交流换流母线电压、分接开关位置来计算理想空载直流电压Udi0，当电压值超过预设的整定值时，保护动作。 动作策略：Udi0高于一定值，立即禁止进一步增大Udi0方向的分接开关动作；Udi0高于一个更高的定值，将使分接开关向降低Udi0方向动作；切换到冗余的控制系统。对于再高的Udi0，则闭锁换流器，跳开换流变压器交流侧开关。 直流过电压保护 保护目的：防止所有由于分接开关不正常运行或不正常的换流器开路运行。 工作原理：通过测量直流电压，结合直流电流、触发角来防止直流线路过电压。 动作策略：闭锁换流器，跳开换流变压器交流侧开关。 * . 换流器本体保护组 (1) 晶闸管监测：当一个阀内的晶闸管故障数目达到预先整定的数量时，给出报警。当换流器充电、且任何一个阀内晶闸管故障的数目超过整定值时，需跳开换流变压器交流断路器。其工作原理是每个阀的阀控单元可以检测每个晶闸管在一定时间内是否加上了电压。当晶闸管加上电压时，将通过光纤将一个指示脉冲传到阀控，说明此晶闸管是正常的，否则就是损坏了。 (2) 大触发角监视：检查和限制主回路设备在大触发角运行时所受的应力。用大角度监测功能，计算因特殊要求增加触发角和关断角时，在主回路设备上增加的应力。大角度保护根据阀阻尼电路、阀避雷器和阀内电抗器的理论模型计算换流器最大允许的功率损耗。当大角度运行时，如果超过晶闸管的功率损耗限制值，同时具有较高的Udi0，大角度监测将在一定延时后，向分接开关发出降低Udi0的指令，并给出告警信号。若晶闸管阀上的应力进一步增加，大角度监测在一定延时后闭锁换流器。 * . （二）?直流线路保护区 1.? 直流线路故障保护组 2.? 直流系统保护组 * . 1.? 直流线路故障保护组 (1) ?直流线路行波保护：直流线路故障的主保护，其目的是检测直流线路上的接地故障；故障的恢复策略见下面再起动逻辑。 （2） 微分欠压保护：直流线路故障的后备保护，保护的目的和动作策略与行波相同。 （3） 直流线路纵差保护：保护的目的是检测直流线路上的行波和微分欠压保护不能检测到的高阻接地故障。保护的工作原理是，测量并比较两站的极线电流，对测量电流可能出现的时间差应进行延时补偿；故障的恢复策略见下面再起动逻辑。 （4） 再起动逻辑：在行波、微分欠压、纵差等直流线路保护动作后，执行故障清除程序，进行再起动尝试的功能。当检测到故障时，向电流调节器发出“暂停”指令，并立即将触发角增大到90度以上，使整流器进入逆变运行，整流站和逆变站都使直流线路放电，直流电流很快降到零，在一定的去游离时间之后，进行再起动尝试。如果故障已经清除，再起动逻辑将监测直流电压的建立，恢复传输功率。如果直流电压不能建立，说明故障依然存在，再起动不成功，重新进行移相、降电流的去游离过程。再启动的次数是根据系统研究预先定好的。在绝缘出现问题时(如：绝缘子污染)，为维持电压应力在较低水平，可采取降压再起动。当最后一次再起动不成功时，将闭锁换流器，停运直流系统。 * . 2.? 直流系统保护组 （1） 直流欠电压保护:直流系统的后备保护；保护通过测量直流电压或直流电流，并结合触发角α，检测直流线路上的低电压故障。 （2） 线路开路试验监测：检测线路开路试验期间，本站直流场和直流线路的接地故障；工作原理是：如果直流电流超过一预先设置值或者直流电压没有按预期地上升，表明有接地故障发生。当交流侧电流过大时，保护也会动作。保护动作闭锁换流器。 （3） 功率反向保护：检测控制系统故障造成的功率反向，功率反向的判据是，在没有功率反向指令的条件下，如果线路电压在一定时间(如0.5秒)内极性改变并且超过设定的值，保护动作闭锁该极。 （4） 直流谐波保护：检测由于交直流线路碰线、阀故障、交流系统故障和控制设备缺陷等；工作原理是，从直流电流中滤出基波和二次谐波，当谐波电流超过预定值一段时间后，保护动作；当谐波电流较小时，在一定延时后报警；当谐波电流较大时，则闭锁换流器。保护动作策略：切换到冗余控制系统、闭锁换流器、跳开交流断路器、进行极隔离等。 * . (三) 直流开关场和中性母线保护区 1. 直流开关场电流差动保护组 2. 直流滤波器保护组 3. 平波电抗器保护组 * . 1. 直流开关场电流差动保护组 （1） 直流极母线差动保护：保护的范围是从极母线的直流线路出口的直流电流互感器到阀厅穿墙套管上的直流电流互感器之间的直流母线和设备。有的工程使用中性母线套管上的直流电流测量设备，将保护范围扩展到换流器；工作原理：检测到电流差值按定时限动作；保护动作为切换到冗余控制系统，并且