高压直流典型线路雷击故障的控制保护响应研究

随着糯扎渡和溪洛渡直流工程的陆续投运,南方电网"强直弱交"的格局越来越明显,直流线路故障特别是雷击引起的故障导致的直流系统闭锁严重影响着南方电网的安全稳定运行。选取南方电网所辖直流工程2013年发生的三次典型直流线路遭受雷击故障致直流闭锁的事件,剖析了电弧未熄灭、绝缘强度未恢复、连续遭受雷击等不同情况下的直流控制保护响应,得到线路故障重启逻辑中去游离时间和故障计数模块窗口时间设置的不足。提出了线路故障情况下避免直流不必要闭锁停运的建议。

楚穗直流线路故障致双极闭锁及故障重启逻辑缺陷分析

楚穗直流联网、全压运行条件下,相继发生极1两次线路保护动作,极2一次线路保护的事件,导致楚穗直流双极闭锁。为探明楚穗直流双极相继闭锁的原因,从直流线路故障纵差保护原理、行波保护原理、极控线路故障重启监视功能入手,结合楚穗直流EMTDC仿真模型,从电磁耦合与双极接地故障两个维度分析并掌握双极相继闭锁的原因。通过对故障重启监视功能的深入分析,进一步挖掘出监视功能的逻辑缺陷,提出了避免直流不必要闭锁的故障重启逻辑优化建议。

高肇直流工程直流滤波器C1不平衡保护分析及改进措施

为解决高肇直流工程直流滤波器C1不平衡保护发生的多次误动事件、提高保护的正确动作可靠性,从高肇直流过程C1高压电容的接线形式、电容器的内部结构入手,分析了直流滤波器C1不平衡保护的原理,结合不平衡保护原理和保护误动后的故障录波,发现基于积分特性的保护判据从原理上不能躲开采集电流上下跳变的干扰,提出了基于非积分特性的保护逻辑改进措施,并利用RTDS数字仿真系统做了故障录波回放和故障仿真试验。试验结果表明,改进后的保护逻辑能有效避免测量干扰导致的保护误动。

基于神经网络的单端行波故障测距方法

单端行波故障测距的关键是正确辨识量测到的第2个行波波头的性质。当母线上最短健全线路的长度大于故障线路全长的四分之一且次短健全线路长度大于故障线路全长的二分之一时,保护安装处检测到的前3个波头一定含有至少2个来自故障线路的行波。当健全线路不满足上述条件时,用方向行波识别行波是否来自故障线路。利用人工神经网络(artificial neutral network,ANN)的非线性函数逼近拟合能力,选取保护安装处检测到的后2个波头与首波头的时间差及其波头极性作为样本属性,训练、测试ANN建立其故障测距的ANN并模型来实现初步的故障测距,然后应用故障距离与波速、传输时间的关系正确辨识第2个行波波头性质,继而求得精确的故障距离。仿真结果表明该方法可行、有效。

同塔双回高压直流输电线路故障行波特性研究

受输电走廊的制约,同塔双回直流线路已成为直流输电工程建设的发展趋势之一,然而由于同塔双回直流线路极线间的电磁耦合关系导致了其故障暂态特性极为复杂。行波保护作为直流线路主保护,故障行波特性的研究对其动作性能的分析至关重要。为此,基于无畸变线路模型研究了同塔双回直流线路故障电压电流的相模变换方法和模量求解方法;系统地分析了极线故障行波的特性及其与单回直流线路的差异性,以及实际同塔双回直流线路不对称换位和参数频变等影响因素;基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件进行了分析验证。研究成果有助于对目前基于单极线电气量的直流线路行波保护动作性能的分析以及其在同塔双回直流线路上的适应性研究。

兴安直流C1不平衡保护采用计数方式的研究

介绍了兴安直流近年发生的扰动导致C1不平衡保护误动作事件,对扰动波形进行了分析。分析了兴安直流滤波器C1电容器结构特点,C1不平衡保护原理和配置。对C1不平衡保护程序中至关重要的积分功能模块INT进行了分析。为避免C1不平衡保护再次误动作,根据C1电容器不平衡故障的发展过程,提出兴安直流C1电容器不平衡保护修改方案。动态段采用计数方式,可以限制扰动对保护造成的影响,避免误动。根据C1电容器不平衡故障造成的过电压水平,在过电压可承受的范围安排不同的动作出口策略:短路小串数较少,过电压较低时告警出口;短路小串数较多,过电压较高时跳闸出口。

复杂电磁暂态故障自动仿真方法

分析了交直流电磁暂态计算商业软件包的执行流程,提出了基于C++和PSCAD/EMTDC的联合电磁暂态批处理自动仿真方法。通过动态修改输电线路长度,逐次调用EMTDC计算内核,实现输电线路全线故障位置、观测点自动遍历以及数据结果的存储,给出了完整的程序实现流程。

兴安直流2012年度运行情况分析

总结了兴安直流输电系统2012年度的运行情况,统计了能量可用率、强迫能量不可用率、传输电量等主要运行指标。分析了直流闭锁、直流紧急停运、直流临时停运等影响直流可靠性的基础事件。对兴安直流2012年度直流保护不正确动作事件和典型事件进行分析,详细介绍了事件原因、暴露问题、现场处理、反措落实等。针对事件暴露出的问题集中在二次回路上,且在过去的检修维护工作中,有"重装置、轻回路"的思想,提出今后的检修工作中要有"重回路、轻逻辑"的思路,并重视备用回路的检查。这些经验不但为直流输电系统的运行、检修提供有益的参考,还有助于提高直流输电系统的运行维护水平,确保系统的稳定运行。

特高压直流输电系统旁路断路器保护的改进和仿真

结合旁路断路器保护1段(82BPS-1)的原理,分析了2015年9月10日普侨特高压直流82BPS-1保护动作原因及存在的风险,发现旁路断路器保护积分计数模块不合理导致存在保护误动缺陷。针对该逻辑缺陷,提出了利用旁路断路器合闸命令将82BPS-1保护积分模块计数器清零的优化方案,并利用RTDS仿真试验验证了该方案的有效性。目前该优化方案已在普侨、楚穗特高压直流工程现场实施应用。

兴安直流金属回线纵差保护研究

兴安直流现有保护逻辑下,金属回线线路发生瞬时性接地故障后无故障重启逻辑,降低了直流系统的可靠性。提出了兴安直流SIMADYN D平台下增加金属回线纵差保护的程序修改方案,该保护作为直流金属回线线路接地故障的主保护,动作后果为启动直流线路故障重启逻辑。利用兴安直流EMTDC仿真模型,在单极金属运行方式下,开展不同功率水平、不同故障位置、不同过渡电阻的故障仿真。仿真结果显示该保护在过渡电阻较大情况下有拒动的风险,在大负荷条件下执行故障重启并不能有效地熄灭故障点电弧,故障重启失败后闭锁直流。综合考虑保护逻辑设计方案和EMTDC仿真结果,不建议兴安直流增加金属回线纵差保护。

基于单极双阀组的特高压直流电压测量异常分析及仿真研究

对U_(dH)电压异常问题进行分析,制定了实时数字仿真系统(Real Time Digital Simulation,RTDS)仿真验证试验方法,阐述了逆变侧(整流侧)U_(dH)测量值偏低导致整流站(逆变站)直流电压U_(dH)测量值增大(减小)原理和普侨直流换流变分接头限制逻辑与整流侧定电压控制关系。通过对现场短时录波和长时录波解析,明确了U_(dH)电压异常的现象。最后通过仿真试验的验证,找到了导致电压异常事件的原因,并根据试验结果,提出了一种快速判断U_(dH)电压测量异常的方法。