高压直流输电的故障保护

高压直流输电系统的保护

XX班程思锦

摘要：简单介绍高压直流输电组成，重点阐述高压直流系统故障及保护功能配置。

关键词：高压直流输电；直流输电优缺点；直流故障；保护原理；0 引言

我国地势辽阔，地形复杂，主要的电力资源分布在西部，而东部沿海地区却是用电大省，如何让西部的电以最小的损耗输送到东部成为我国电力行业的课题。直流输电线路相对交流几乎无无功损耗，输送距离更远等众多优点，因此，高压直流输电就很值得研究。

1 高压直流系统组成

高压直流系统组成部分：三相电源，换流站，输电电缆或者架空线，换流站，交流电网。三相电源是向电网输出电能。电源端的换流站的功能是将交流电变成直流电。输电电缆或者架空线是将直流电进行远距离输送。交流电端的换流站的作用是将直流电变成交流电并输送到交流电网上去。交流电网的作用是将交流电输送到个电力用户。换流站主要设备包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。

2 直流系统故障

直流输电系统发生的典型故障及其基本特点描述见下表。

3 保护原理及方法

3.1 故障原理

直流线路故障发生时，由于线路电容放电，短路点的故障电流会陡然升高，出过冲。初始故障电流与线路波阻抗有关，比稳态电流值大很多，直流电流过冲的大小与平抗、电流调节器增益和时间常数、故

障点距离、直流电压和故障发生的时刻都有关系。定电流调节器的作用会将稳态短路电流限制在一个较小的数值。直流线路故障一般通过电流的暂态分量和电压变化量进行检测。

直流线路保护是以电压导数法为主保护、线路纵差保护、直流欠压保护作为后备保护；目前，许多工程的主保护也采用行波保护。 3．2 直流线路保护策略

直流线路保护策略应考虑：①直流线路保护只在整流侧有效。②为了区分站内故障和直流线路故障，可以测量直流电流的时问变化率dl／dt。正的dl／dt(正向电流增加)表明故障点在IDL测量互感器线路侧；负的dl／dt值表明故障点在直流场内。③应考虑防止保护在下述情况下误动：整流、逆变侧发生交流故障；极起／停；逆变侧换相失败。④通信异常时，电压水平部分将延时820 ms动作，以与交流系统后备保护时间进行配合。

3．3 直流线路保护动作顺序

直流线路保护出口信号会起动再起动逻辑。再起动逻辑起动后，向控制系统发出移相去游离命令，系统将移相到164，并保持一段时间，这段时间是系统的去游离时间(大约200～500 ms)，使闪络故障经过充分去游离，线路绝缘性能恢复到能够承受正常电压。移相去游离命令之后立即形成再起动命令，将角度拉到60。左右，进行线路再起动，这种状态维持一个较短的时间(4 ms)，防止线路开路引起峰值整流过电压。如果再起动成功，恢复正常送电；如果不成功，可以进行多次再起动，甚至降压再起动，试图将直流电压降低水平运行，这

也是直流输电的优势之一。三常直流输电工程全压再起动次数为3次(去游离时间分别为150、200 ms和300 ms)、降压再起动次数为1次。

4 结论

由于直流输电的特殊性，其保护具有以下特点：

(1)直流系统保护策略设计应综合考虑交、直流系统故障，并予以区别对待，交流保护与直流保护应正确地协调配合。

(2)直流系统保护策略设计应结合直流控制。

(3)保护原理从交流保护中吸取经验，又根据直流故障情况具有自己的特点。

(4)直流系统保护对保护的防拒动性和防误动性要求都较高。

(5)直流保护按极配置，检测到一个极的故障后只能停运故障极，不能影响另一个极的正常运行。

(6)保护动作的执行要区别不同的故障状态或阶段，以改善直流暂态性能，减少停运和避免设备遭受过应力。

(7)直流保护系统的自检功能是保证保护实施可靠性的重要指标，也是保护系统冗余配置和出口逻辑设计的重要保障之一。

参考文献

【1】龙英袁清云高压直流输电系统的保护策略中文科技期刊2期【2】雒铮朱韬析直流线路后备保护研究中文科技期刊2期