PDF《交直流交叉跨越碰线故障分析及处理策略》

IA, IB, IC 和UA, UB, UC 分别为交流线路三相电流和三相电压, 分051第4 1卷第2 4期2017年1 2月2 5日Vol.41N o .

2 4D e c .

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1 h t t p : / / ww w. a e p s G i n f o . c o m M 端和N 端;

Id 1和Ud 1分别为直流极Ⅰ的直流电流 和直流电压, 分整流站和逆变站;

Id 2和Ud 2分别为直 流极Ⅱ直流电流和直流电 压, 分整流站和逆变站;

I e 1和I e 2分别为整流站和逆变站接地极引线电流. 目前, 针对交直流碰线故障, 在高压直流输电保 护系统中配置了交直流碰线保护.交直流碰线保护 算法如下: Ud x_5 0H z>

Ud _5 0H z _s e t&

Ud x_5 0H z _o s t>

Ud _o s t _5 0H z _s e t (

1 ) 或Ud x_5 0H z>

Ud _5 0H z _s e t&

Id x_5 0H z>

Id _5 0H z _s e t (

2 ) 式中: Ud x_5 0H z, Ud x_o s t _5 0H z, Id x_5 0H z分别为本站、 对站 直流电压、 本站直流电流中的5

0 H z分量, x=1或2(极Ⅰ或极 Ⅱ) ;

Ud _5 0H z _s e t, Ud _o s t _5 0H z _s e t, Id _5 0H z _s e t为 动作门槛定值. 南方电网和国家电网高压直流输电工程交直流 碰线保护动作后采用的处理策略是不相同的: 南网 工程采取紧急停运( E S O F) 的处理策略, 国网工程 采取闭锁直流线路再启动逻辑的处理策略.闭锁直 流线路再启动逻辑后, 若出现直流线路保护动作则 直接闭锁极, 若不出现则没有任何动作效果. 南网高压直流输电工程的交直流碰线保护一般 配置2段, 动作时间定值快速段约1 0m s 、 慢速段约

1 0 0m s ;

国网高压直流输电工程的交直流碰线保护 通常仅配置1段, 动作时间定值约5

0 0m s . 交直流碰线故障同样属于高压交流线路上的故 障[

1 4 G

1 6] .交流线路配置常规的继电保护. 另外, 交直流碰线故障属于高压直流线路上的 故障.高压直流输电控制保护系统中配置的直流线 路主保护可能会动作.直流线路主保护包括直流线 路行波保护和直流线路电压突变量保护.一般, 直 流线路主保护动作时间约2m s .

2 保护正常动作过程 为不失一般性, 交直流碰线故障前碰线点交流 线路电压可以表示为: Ua c= Um s i n ( ω t+ δ) (

3 ) 直流线路电压可以表示为: Ud x = Ud

0 c o s α-dx Id x -R Id x (

4 ) 式中: Ud

0 为空载直流电压;

α 为触发角;

dx 为换相 电抗;

R 为碰线点至整流站的线路电阻. 交直流碰线故障后瞬间碰线点电压为: Ud x ′ = Ua c ′ = Ud x + Ua c

2 (

5 ) 常规高压直流输电系统采用电流源型换流器. 一般而言, 直流系统工作在外特性曲线确定的工作 点上;

当外界扰动造成工作点偏移后, 直流控制系统 会根据设 定的策略, 调整直流系统进入新的工作点[

1 7] .这其中隐含电流源型直流系统工作点( 直流 电压) 允许变化.而交流系统短路容量大, 碰线后电 压以交流电压为主.故交直流碰线特征之一是: 直 流电压5 0H z分量增大( 式( 1) 判据) .同时整流站 直流控制系统调节直流电流至指令值, 特别是负的 直流电压造成直流电流断流时.故交直流碰线特征 之二是: 直流电流5 0H z分量增大( 式(

2 ) 判据) . 式(

5 ) 表明, 碰线故障前故障点交流电压瞬时值 的大小将影响碰线故障后直流电压的跌落幅度的大 小.这对直流线路主保护是否动作产生影响. 对于交流电网中性点接地系统, 交直流碰线故 障后, 故障电流如图1所示, U F 为等效故障电源. 故障电流主通道如图1中电流流向箭头①、 ②、 ③、 ⑤所示.除此之外, 故障电流还通过直流双极线路 间相互感应流过, 如图1中箭头④所示;