超高压直流系统中的换流变压器保护

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天广直流输电换流变压器保护系统存在的问题

天广直流输电换流变压器保护系统存在的问题

文章编号:10072290X(2008)0120007204天广直流输电换流变压器保护系统存在的问题朱韬析1,王超2(11南方电网超高压输电公司广州局广州510405;21浙江电力调度通信中心,杭州310027)摘要:由于直流输电的特点,换流变压器与交流变压器在构造上有一些不同,再加上直流控制系统对故障的控制和调节作用,导致换流变压器和传统变压器保护存在差异,为此,介绍了天广直流输电工程中换流变压器保护系统的配置和保护范围,并对运行中励磁涌流的影响、交直流保护系统的配合等问题进行了分析,讨论了相关的解决措施,这有助于提高直流输电系统运行的可靠性,可为未来直流输电工程的实施提供参考经验。

关键词:直流输电;换流变压器;保护系统中图分类号:TM72111;TM773 文献标志码:AProblems Existing in Protective System of Converter T ransformer Used inTian2G uang HV DC ProjectZ HU Tao2xi1,WAN G Chao2(1.Gua ngzhou Bureau of CS G EHV Power Transmission Co.,Gua ngzhou510405,China; 2.Zhejia ng Elect rical Power Disp atch and Communication Ce nter,Hangzhou310027,China)A bst ract:There are some st ructural diff erences betwee n converter t ra nsf or mers and A C t ra nsf or mers because of t he characteristics of high voltage direct curre nt t ra nsmission(HV D C),w hich,coupled wit h t he f ault cont rolling a nd adjusting cap acity of HV D C cont rol syste m,lead t o t he diff erences between t heir p rotective systems.In t his p aper,t he configuration and p rotective range of t he converter t ransf or mer p rotective syste m used in Tia n2Guang HV D C p roject are int roduced, t he n,t he negative influe nce of magnetizing inrush curre nt in op eration and t he coop eration of A C a nd D C p rotective syste ms are a nalyzed,and correlative solutions are discussed.Research carried out in t his p ap er is valuable f or develop me nt of HVD C p rojects in t he f uture.K ey w ords:high voltage direct curre nt t ra nsmission(HV D C);converter t ransf or mer;p rotective syste m 直流输电的功率调节迅速灵活,其本身不存在同步运行的稳定性问题,且不会增加交流系统的短路容量,又具有较强的线路故障恢复能力,超过一定距离时,建设投资更经济,因而被认为是较理想的超高压、远距离输电方式[1],近年来在南方电网取得很大的发展。

变压器的保护措施分析

变压器的保护措施分析
不同主要包括 以下几点 :
4 安 装位 置 选 择 应 适 当 、
高压避雷安装 在靠配变高压套管最 近的引线处 ,尽量减小雷电直 接侵入配变的机 会 , 低压避雷器装在靠 配变最近 的低压套管处 ,以保 证雷 电波侵入配变前的正确动作 ,按电气设备规 范标 准要求安装 ,防
止盲 目安装而失去保护 的意义 。
6 、后备保护
后备保护包括过流 、零序过流、过 电压 、零序过压 、饱和保护。
结束语
分析换 流变压 器与交流系统的主变压 器比较所具有特点 ,阐述了 这些 特点 以及直流输 电的各种特殊运行工 况对换流变压器保护带来的 影响 , 并提 出了相应的保护方案。
科技搏毫 l 23 9
保护措施及其注意事项 。
由于阀的单 向导 电性 ,故障电流半周电流大 ,半周电流小 ,导致差 电
流中含有较大的二次谐波。 ( ) 6 对于逆变侧的换流变 压器 的区内故障 , 往往会导致 换相失 败 的发生 ,从而在穿越电流电流 中产生很大的谐波 , 但差 电流 ( 即提供
给故障点的 电流 )仍主要 为工频分量。
5 、装设速 断
过电流保护 ,保证有选择性地切除故障线 路 ,配变的短路保护和 过载保护 由装设于配变高压侧 的熔断器和低压侧的漏 电总保护器来实
现 。为 了有效地保护配变,必须正确地选 择熔 断器的熔体及低压过 电 流保护定值 ,高压侧熔 丝的选择 ,应能保证在变压器 内部或外部套管 处发生短路时被熔 断。
应 用 技 术
C ias inead Tcn lg eiw hn c ec n eh oo析
宋加春
( 伊春电业局 伊春 1 30 ) 5 00
【 摘
要】 文章分析 了换流变压器的特点 以及超高压直流输 电的各种运行工况对换流变压器保护带 来的影响 。提 出了换流变压器保护的总体设

牛寨换流站换流变保护与站用变保护异同研究

牛寨换流站换流变保护与站用变保护异同研究

牛寨换流站换流变保护与站用变保护异同研究发布时间:2021-11-24T02:58:40.939Z 来源:《电力设备》2021年第10期作者:周旭[导读] 超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。

换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。

(中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局云南曲靖 655000)摘要:换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备,是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备。

换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。

由于换流变压器与站用变压器的运行环境差别较大,因此换流变保护与站用变保护配置存在较大差异。

下面主要讨论换流变压器保护的特点以及与站用变压器保护的区别。

关键词:高压直流;换流变;保护;站用变0引言超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。

换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。

换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例,换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。

因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。

本文以牛从直流换流变保护及站用电保护的配置特点,分析换流变保护与站用变保护的异同。

1换流变保护配置分析为反映从交流侧开关到换流变套管CT间区域的相间和接地故障,配置了换流变引线差动保护,动作方程如下:或Id>Icdsd(差动速断)其中I1、I2、I3、I4分别为交流侧开关和套管电流,为引线差动起动定值,Id为引线差动电流,Ir为引线差动制动电流,为引线差动比率制动系数整定值,装置内部设定为=0.5,In为CT二次额定电流。

为反映从交流侧开关到换流变套管CT间区域的相间和接地故障,配置了换流变大差保护,动作方程如下:其中Ie为变压器额定电流,I1……m分别为变压器各侧电流,为稳态比率差动起动定值,Id为差动电流,Ir为制动电流,Kb1为比率制动系数整定值,装置内部设定为Kb1=0.5。

干式试验变压器的使用规定 变压器常见问题解决方法

干式试验变压器的使用规定 变压器常见问题解决方法

干式试验变压器的使用规定变压器常见问题解决方法干式试验变压器的使用注意事项(1)试验前,要将高压干式试验变压器的外壳“主”端,电源掌控箱的接地端“⅛”必需良好接地,否则将危及人身与设备的安全。

(2)操作前必需谙习高压试验变压器与电源掌控箱的电气原理理接线图。

假如检帮直流耐压与泄露试验时,可先将高压哇或微安表旋在高压试验变压器的高压端。

(3)准备完毕,检查线路无误后,可合上总电源开关,此时红色开关指示灯也亮。

假如不亮应把调压器手柄按逆时针方向返回零位,红色停止按钮上的指示灯亮,否则起动按钮拒绝合作。

(4)按下起动按钮,绿色按钮指示灯亮,这时按顺时针每秒1.5—2千伏的速度均匀缓慢地旋动调压器手柄,高压渐渐上升并紧密注意电压表的指示及试品情况,直到调到所需试验高压为止。

(5)要测试产品的耐压试验时间,可拔动定时器所需定时时间再按下定时与报警开关,即在规定的时间里测试产品耐压,然后报警告知,若被测产品被击穿,过流继电器自动跳闸,此时电压表值读数,即为产品击穿电压之值。

(6)如需保护被测产品免被击穿,可先在高压侧连续接放电保护球隙调整保护球放电电压为试验电压的1.15倍左右。

换流变压器是超高压直流输电工程中至关紧要的关键设备,是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备。

它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和紧要保证。

换流变压器的关键作用,要求其具有高牢靠性和高技术性能。

由于有交、直流电场、磁场的共同作用,所以换流变压器的结构特别、多而杂,对于保护措施的要求较高。

一、换流变压器保护配置原则:牢靠、安全。

每台换流变压器保护装设两台保护装置,每台保护装置的电源、输入独立,每台装置的输出都可以到达断路器的两个跳闸线圈以及直流掌控的两个系统。

每台装置实行措施防止自身误动作,而靠两装置的或出口防止故障情况下的拒动作。

目的:避开换流站特有的谐波对保护的影响,保护装置应从硬件和软件上实行措施,使保护只针对工频重量。

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。

直流输电工程换流变压器保护

直流输电工程换流变压器保护

直流输电工程交流滤波器保护通用技术规范直流输电工程换流变压器保护专用技术规范1本规范对应的专用技术规范目录2直流输电工程交流滤波器保护通用技术规范直流输电工程换流变压器保护采购标准技术规范使用说明1. 本标准技术规范分为通用部分和专用部分;通用部分适用于各种电压等级直流输电工程,共1个;专用部分1个。

2. 通用部分原则上不需要项目招标人(项目单位)填写,不能随意更改。

如对其条款已填写内容确实需要改动,项目单位应填写“技术条款/技术参数变更表”并加盖公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。

对通用部分的修改形成“技术通用部分条款变更表”,放入专用部分中,随招标文件同时发出并视为有效。

3. 技术规范范本专用部分技术参数表已统一填写的部分技术参数,原则上不需要改动。

如对专用部分已填写内容确实需要改动,项目单位应填写“技术条款/技术参数变更表”并加盖该网、省公司招投标管理中心公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。

经标书审查同意后,专用部分可以在原表中更改。

范本中未填写的部分技术参数,除标明“投标人提供”外,均应由项目单位全面认真填写;其中技术规范范本专用部分技术参数表中项目单位与投标人均不需要填写的部分栏目,项目单位应以“—”表示。

3目次直流输电工程换流变压器保护采购标准技术规范使用说明 (1095)1总则 (1097)1.1概述 (1097)1.2一般规定 (1097)1.3投标人工作范围 (1097)1.4项目单位工作范围 (1098)2结构及其他要求 (1098)2.1应遵循的主要现行标准 (1098)2.2基本技术条件 (1100)2.3系统总体要求 (1100)2.4保护配置方案 (1103)2.5保护功能及性能要求 (1105)2.6系统其他要求 (1108)3质量保证和试验 (1109)3.1质量保证 (1109)3.2试验 (1109)3.3质保期 (1114)4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (1114)4.1项目管理 (1114)4.2技术文件 (1115)4.3技术服务 (1116)4.4工厂培训 (1116)4.5设计联络 (1116)4.6工厂检验和监造 (1117)5包装、运输和储存 (1118)附表1 换流变压器保护的报警和跳闸信号 (1118)4直流输电工程交流滤波器保护通用技术规范1总则1.1概述直流输电工程换流变压器保护涵盖的范围包括换流变压器、换流变压器引线及相关区域。

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。

特高压直流换流变压器励磁涌流引起保护动作分析

特高压直流换流变压器励磁涌流引起保护动作分析

特高压直流换流变压器励磁涌流引起保护动作分析摘要:换流变压器对于直流输电来说可以说保证系统运行可靠安全的重要基础,因此变压器的运行至关重要,所以,在整个换流站的建设中,变压器在投资上比例占得很大。

但是变压器会受到多放因素的影响从而出现一些不利于运行安全的问题,因此,对于其运行的安全性保护就在整个直流输电的系统运行中凸显。

文章在下面专门就换流变压器在运行特点上进行了介绍,并结合了直流输电在系统的运行中各个情况对于变压器造成的或者可能造成的影响,提出了一些合理化的方案。

关键词:特高压;变压器;保护动作由于换流变压器的运行与换流变的换相所造成的非线性密切相关,所以换流变压器在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验等方面与普通变压器有着不同的特点。

但在换流变的保护配置方面,换流变压器与传统变压器类似,也需要考虑换流变空载合闸时的励磁涌流问题,只是其励磁涌流是两台变压器的。

1 换流变压器的优势目前的输电系统都是采用了超高压式的直流输电系统,这种系统的应用的广泛度其实也是由于其自身所具有的高适应性的有点决定的。

具体说来主要有以下几点优势:①无需对稳定性进行考虑;②在恢复故障的能力上较强;③交流系统的稳定性调节能力较强;④可以有效的对互联交流的电路系统出现的短路容量现象进行降低;⑤在建设投资上更为的经济。

在直流输电的系统中,换流变压器是作为必要设备存在的。

换流变压器的主要作用就是通过提供交流电压对系统中的谐波电流进行降低,这种电流主要会集中在交流侧,换句话说就是通过作为一种电气隔离在直流以及交流系统中进行换相电抗,在最大的程度下对交流电压进行调节,从而保证直流输电在系统的运行状态可以保持最佳。

2 换流变压器保护的实现2.1 保护的配置原则在对换流变压器进行保护的时候既要考虑安全问题,有需要对经济问题进行考虑,在简单经济以及安全可靠的情况下,通过配置上的设置进行变压器的保护工作。

通过对变压器设置两个保护设备对每台的电源以及输入设备进行保护。

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安全管理编号:LX-FS-A17585超高压直流系统中的换流变压器保护In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写:_________________________审批:_________________________时间:________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑超高压直流系统中的换流变压器保护使用说明:本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性,导向性的规划,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。

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引言超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。

这些优点[1]包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。

我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等,在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。

换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。

它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在最优的状态等。

换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例,换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。

因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。

下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响,并结合其特点提出相应的保护原理与方案。

1换流变压器的特点以及对保护带来的影响1.1短路阻抗直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。

短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。

1.2直流偏磁当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使地电位发生变化,造成直流电流流入变压器原边绕组,使换流变压器发生直流偏磁,工作点偏移。

如果此直流电流过大,会导致换流变压器铁心饱和,同时损耗和温升也将增加。

因此,要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。

1.3谐波由于换流器的非线性,在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。

对于换流变压器,主要会流过特征谐波电流,即p*n+1次谐波电流(p为脉波数,n 为任意正整数)。

在运行中,谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加,产生局部过热,发出高频噪声,还会使交流电网中的发电机和电容器过热,对通讯设备产生干扰。

这些谐波电流应加以考虑,以免对保护装置造成影响。

1.4调压分接头为了使直流系统运行在最优的工况,减少交流系统电压扰动对直流系统的影响,换流变压器都具有较大范围的利用分接头调整电压的功能。

例如:三峡到常州工程三峡侧换流变压器档位范围+25/-5,每档调节范围1.25%。

因此保护设计时要考虑分接头调整带来的影响,如正常运行时变比的变化等。

1.5直流系统的特殊运行工况由于直流控制系统的特殊调节作用,使换流变压器遇到的运行工况以及故障情况不同于普通变压器。

这些不同主要包括以下几点:a.直流系统的故障相当于换流变压器的区外故障,一般短路电流都不会太大。

对于整流侧,穿越换流变的电流会增大,但由于直流控制保护系统的快速作用,很快会减小。

对于逆变侧,直流系统的故障会造成直流电流无法传变至交流侧,反而会使穿越电流减小。

b.对于换流变压器保护来说,直流系统造成的最严酷的区外故障为整流侧的阀短路故障,相当于换流变出口的两相或三相短路故障。

但由于直流保护的干预,实际只会出现半个周波的两相短路。

对于逆变侧,由于触发角很大,阀短路时流过换流变压器的电流较整流侧小很多。

c.换流变压器发生区内故障时,直流系统一般不会提供短路电流。

这是由直流控制系统的作用造成的。

在整流侧,功率由交流侧转换至直流侧,换流变压器的故障只会造成这种转换的停止,而不会使功率反向,因此直流侧不会提供短路电流;在逆变侧,当故障轻微换相可以正常进行时,由于直流系统的定电流控制特性,直流侧不会提供额外的短路电流。

如果故障严重,必然造成换相无法进行(交流电压降低),直流侧更不会提供短路电流。

d.由于直流控制系统快速的调节作用,在需要的时候,可以快速的将功率传输由一个方向反至另一个方向,对于换流变压器来说,就会出现快速的潮流反向。

f.换流变压器保护区内发生接地故障时,实际造成了阀的短路(参见图4)。

由于阀的单向导电性,故障电流半周电流大,半周电流小,导致差电流中含有较大的二次谐波。

g.对于逆变侧的换流变压器的区内故障,往往会导致换相失败的发生,从而在穿越电流电流中产生很大的谐波,但差电流(即提供给故障点的电流)仍主要为工频分量。

h.由于换流变压器的特殊运行方式以及较大的漏抗(作为换相电抗),二次侧故障一般不会造成各侧TA的饱和,即使饱和造成保护的“误动作”也是正确的(换流变的区外即阀的区内故障,都会造成直流的停运)。

但对于一个半开关的接线方式,交流系统区外故障时高压侧TA存在饱和的可能。

见图7。

这种情况下的误动作是不可接受的,必须防止。

i.在阀未解锁前,当阀侧交流连线存在接地故障时,并不产生接地电流,也不会对变压器造成损害。

但如此时不发现故障,阀一解锁后,就会造成阀的短路。

因此要设置保护检测这种情况下的接地故障。

2换流变压器保护的实现2.1保护的配置原则为了保证既可靠又安全,在既简单又经济的情况下,可以这样配置换流变压器保护:每台换流变压器保护装设两台保护装置,每台保护装置的电源、输入独立,每台装置的输出都可以到达断路器的两个跳闸线圈以及直流控制的两个系统。

每台装置采取措施防止自身误动作,而靠两装置的或出口防止故障情况下的拒动作。

2.2保护的配置及原理为了避免换流站特有的谐波对保护的影响,保护装置应从硬件和软件上采取措施,使保护只针对工频分量。

主保护包括稳态比率差动、差动速断、工频变化量比率差动、零序比率差动、过激磁保护。

后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。

2.2.1稳态比率差动保护由于变比和联接组的不同,电力变压器在运行时,各侧电流大小及相位也不同。

在构成继电器前必须消除这些影响。

换流变压器的TA一般装在各侧绕组上,因此原、副边绕组电流相位相同,因此只需要对变比的影响进行补偿。

以下的叙述的前提均为已消除了变压器各侧幅值和相位的差异。

稳态比例差动保护用来区分感受到的差流是由于内部故障还是不平衡输出(特别是外部故障时)引起。

装置采用初始带制动的变斜率比率制动特性,稳态比率差动元件由低值比率差动(灵敏)和高值比率差动(不灵敏)两个元件构成[2]。

为了保证区内故障的快速切除,只有低值比率差动元件(灵敏)设有TA饱和判据,高值比率差动元件(不灵敏)不设TA 饱和判据。

对于换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡,可用三种方法来解决:一是通过整定值躲开;二是利用浮动门槛自适应调整;三是利用分接头位置来调整。

方法一、二简单实用,三实现起来复杂。

对于2.5中g所述的工况,差电流仍为交流电源提供的工频故障电流,因此保护可以正确动作。

对于2.5中f所述的工况,应为阀短路及其后备保护首先动作(动作时间小于10ms)切除故障,差动速断和过流保护作为后备的后备,因此差动保护此种工况下不能动作并不影响安全性。

2.2.2工频变化量比率差动保护装置中依次按相判别,当满足一定条件时,工频变化量比率差动动作。

工频变化量比率差动保护经过涌流判别元件、过激磁闭锁元件闭锁后出口。

由于工频变化量比率差动的制动系数可取较高的数值,其本身的特性抗区外故障时TA的暂态和稳态饱和能力较强。

工频变化量比率差动元件提高了装置在变压器正常运行时内部发生轻微匝间故障的灵敏度。

且工频变化量比率差动保护不会受换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡的影响。

2.2.3后备保护后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。

过流保护,主要作为换流变压器各种故障的后备保护。

由于只需与直流系统的最大过负荷能力配合,灵敏度容易满足要求,因此不需采用复合电压闭锁与方向闭锁。

零序过流保护,主要作为换流变压器接地故障后备保护。

为防止变压器和应涌流对零序过流保护的影响,应具有二次谐波制动闭锁措施。

当二次谐波含量超过一定比例时,闭锁零序过流保护。

零序过压保护为针对2.5节工况i的保护。

因为换流变压器副边不接地运行,保护主要在阀解锁前检测阀侧交流连线的零序电压来判断是否有接地故障。

阀解锁后保护要被闭锁,因阀解锁后会测得零序电压,此电压不是接地故障造成的。

饱和保护为针对2.2节工况的保护。

由于TA无法传变直流电流,因此只能间接的测量直流电流的大小。

测量的原理如下:直流引起的铁心饱和造成原边绕组零序电流中含有三次谐波,通过检测零序电流中三次谐波峰值,可以等效出流过换流变压器的直流电流。

保护特性为根据变压器的参数定义的反时限。

3结语本文讨论了换流变压器与交流系统的主变压器比较所具有特点,阐述了这些特点以及直流输电的各种特殊运行工况对换流变压器保护带来的影响,并提出了相应的保护方案。

以上方案已在RCS-977型换流变压器保护装置中采用,并已挂网试运行,经历了交流系统的区外故障,直流系统的各种运行工况及故障考验。

试运行结果证明了方案的正确性。

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