实现广北甲、乙线ESOF策略的二次回路设计

在2010年天广直流控制保护系统改造过程中,为了满足天广直流的紧急停机以及减功率策略要求,提出了一种实现广北甲、乙线ESOF策略的二次回路设计方案。该方案能可靠地实现各种情况下开关事故跳闸后的跳闸发信;同时将三相不一致跳闸回路设计成独立于线路保护、充电保护、过流保护等跳闸回路,从而具有扩展空间。

一起换流站两台10kV站用变相继跳闸造成直流停运的故障分析

换流站的站用电系统与交流站的站用电系统是相类似的,但是换流站的站用电源系统供电可靠性要求高、负荷较大,主要给换流阀冷却系统、换流变风冷系统及阀厅中央空调系统等重要负荷供电。在给阀冷系统供电的站用变长时丢失电源时,换流阀冷却系统将跳闸,并将信号发给直流控制系统,最后由直流站控系统实施直流ESOF(闭锁运行极)。因此换流站站用电系统的运行状态对直流稳定运行起着至关重要。本文就以某换流站换流两台10kV站用变(干式)相继跳闸造成直流停运的故障进行分析,并提出有针对性的改进措施。

天广直流系统中性母线过电压机制研究

基于天广±500 kV高压直流输电系统工程改造后的控制和保护策略,研究了各种故障下中性母线过电压的情况,将不同故障下的过电压过程分为几个阶段进行分析,阐述各阶段故障电流流向和过电压机制。研究结果表明,换流变阀侧出线和换流桥出线接地故障引起的通过中性母线E避雷器的能量不能由控制和保护系统进行控制,中性母线E避雷器必须有足够的流通容量;直流系统回路断线故障引起的通过中性母线E避雷器能量随控制保护动作时延的缩短而减小。

直流输电系统紧急停运方式对系统过电压的影响

基于云广±800kV特高压直流输电工程的参数,研究了直流输电系统在最高电位换流变阀侧对地故障、逆变站闭锁而旁通对未解锁、逆变站交流电源丢失等三种故障工况下紧急停运方式对系统暂态过电压的影响,紧急停运方式包括移相、投旁通对闭锁和直接闭锁。分析结果表明,对于整流站换流变阀侧以及直流线路故障而言,采取故障后移相方式与直接闭锁相比可以更好地降低阀上的过电压;对于逆变站意外闭锁类型的故障,整流站5ms内移相的紧急停机策略可以显著降低逆变站极线上的过电压水平;逆变侧交流系统严重故障时,逆变站10ms内投旁通对的紧急停机策略可以最大限度降低高端换流变压器阀侧过电压水平。

云广特高压孤岛运行方式下单极闭锁性能试验分析

2013年5月26日,为进一步验证云广特高压孤岛状态下的电压、频率控制策略,开展了孤岛方式下的单极闭锁性能试验。试验表明,孤岛系统出现单极闭锁后,机组发电功率和直流输送功率能协调控制,并恢复稳态。但整流站直流站控系统无功控制模式若为定无功功率控制模式,将导致孤岛系统交流电压控制失败,电压长期越限,引发交流滤波器过负荷跳闸,导致双极相继闭锁。试验结论为,云广特高压孤岛方式下,禁止整流站直流站控无功控制模式选择为定无功功率控制模式,同时有必要进一步开展后续试验,对当前孤岛系统交流电压控制策略是否足够安全可靠进行验证。

±800kV云广直流“12·15”事故原因分析及防范措施

对云广特高压直流系统"12·15"极1紧急停运、极2再启动事故进行分析,指出极1高低端阀组换流变压器分接头挡位不一致,引起极1低端阀厅F5避雷器对地电压升高并损坏避雷器,最终导致极1保护87DCM和87CSD正确动作。极1闭锁过程中在中性母线上形成过电压,该电压作用在接地极线路上并引起接地极线路闪络导致其接地极线路不平衡保护60EL动作,60EL保护正确动作出口,极2再启动成功。同时对其存在的风险进行深入剖析,最后提出有效的处理措施,以降低云广特高压直流输电系统停运的风险。

特高压换流变套管SF_6压力低异常跳闸事故分析及预防措施

在±800kV特高压直流系统中,换流变压器套管SF6压力表计发生接点粘连时,跳闸回路将会启动换流器单元紧急停运,使换流器单元退至备用状态。为消除这一缺陷,方案一在SF6压力低跳闸回路1、跳闸回路2中分别并入继电器K205、K305,改造后的信号回路和跳闸回路可以对单一元件拒动或误动进行监视,并正确启动跳闸功能;方案二增加一对机械表计接点,采用三选二的逻辑,可以很好地解决机械表计、继电器的拒动和误动问题;方案三通过告警回路与跳闸回路串联的方式,并与现场运行实际结合,从而避免了接点粘连而引起换流器单元紧急停运的情况。比较可知,方案二具有较大优势和使用价值。

高压直流输电系统强迫停运分析与运维措施

介绍了换流站直流系统强迫停运的概念、葛南直流强迫停运的分类和执行过程。以葛南直流为例,分析了2003—2011年期间,南桥站历年来发生强迫停运的简要过程及主要原因。以各类强迫停运事件为案例,讨论了有关换流设备的隐患以及可能引起强迫停运的事故,并结合多年的运行与维护经验,对如何避免发生直流系统强迫停运,提出了运维注意事项及改进意见。

兴安直流系统的紧急直流功率回降参数研究

如果换流站出口的交流线路由于各种原因被切除,导致交流系统因甩负荷进而引起最后断路器跳闸,系统稳定性将受到严重威胁。因此系统将采取一系列保护措施,如直流紧急闭锁(Emergency Switch Off,ESOF)等,这对已损失多条交流线路的负荷区域的供电将产生更大的影响,为最大化满足负荷的需求,文章考虑当宝安换流站出口的500k V线路退出时,修改最后线路保护使其不发ESOF,利用4台自耦变电所带的220k V线路继续安全稳定供电,为维持系统稳定和避免自耦变过载,让兴安直流适量进行降功率运行。整体分析了兴安直流回降时的几个关键参数(回降数量、时间、速度)以及无功补偿切除量对自耦变的过载影响,经多次试验得出了最佳控制策略,为实际运行提供了基础数据和技术依据,对系统运行有一定指导意义。

一起云广直流孤岛调试时双极相继闭锁事故分析

2011年6月5日云广直流工程孤岛调试期间,直流线路发生故障造成双极相继闭锁。分析了事故发生经过和原因,认为在极Ⅱ遭受雷击后,极Ⅰ保护系统内的电流变化量满足滤波器差动保护定值,导致差动保护动作,同时避雷器的动作电流触发了高速中性母线开关保护动作。为此,提出了优化直流滤波器差动保护的保护定值,调整直流线路行波保护相关判据,消除阀组旁路开关合闸放电电流影响等措施。实践证明所提的措施能从根本上避免此类事故发生。

广北甲、乙线紧急停运二次回路设计方案的探讨

介绍和分析了±500kV天生桥-广州直流输电系统广北甲、乙线紧急停运(emergency switch off,ESOF)的逻辑控制策略和二次回路的原设计方案;考虑到电力系统不同运行方式下对跳闸策略的影响,提出了对交流侧的远传发信回路以及其跳闸回路设计进行改造——增加跳闸继电器KCF接点及跳闸接触器Q1及Q2接点并联的方案,大大提高了直流输电系统的安全可靠性。

特高压换流站投旁通对的策略及改进

在特高压输电工程(UHVDC)紧急停运(ESOF)或者闭锁(BLOCK)的过程中,换流站需根据不同的控制策略,投入旁通对以及闭合旁路开关。这对快速隔离故障或者保障其他阀组正常运行起着重要的作用。而错误地投入旁通对将对直流系统的紧急停运或闭锁产生不良影响。笔者就极闭锁时是否投入旁通对进行了对比,对不同策略下的实际波形进行了分析,说明在极闭锁时不投入旁通对更有利于直流系统的稳定运行。

云广特高压工程紧急停运及旁路开关操作控制策略研究

紧急停运顺序(ESOF)和旁路开关操作的协调配合是特高压直流输电控制保护策略的关键技术。针对±800kV云广特高压直流输电工程双12脉动阀组串联的接线特点,通过对紧急停运启动因素归纳总结,提出极紧急停运和阀组紧急停运的控制时序,设计了紧急停运过程中旁路开关的控制策略,并增加了特殊硬件回路保证控制系统故障时可靠隔离故障阀组。利用云广工程的功能及动态性能试验,验证了紧急停运顺序动态过程的正确性,最终确定了紧急停运时健康阀组强制移相的时间,优化了两站紧急停运时序,降低了紧急停运时直流电流的突变量。

陕北-武汉特高压直流输电工程无功控制策略研究

针对陕武工程分层接入系统的复杂性和特殊性,对其无功控制策略进行了优化和完善。在原有无功控制策略的基础上增加了过压快切、紧急停机后的快切以及后备无功控制等功能。过压快切旨在当交流侧电压由于故障急剧升高时,能够在短时内快速切除交流滤波器,保证交流母线电压运行在安全水平。紧急停机后的快切是指在陕武工程出现紧急停运后,无功控制功能迅速切除在投滤波器组,确保交流网电压稳定。后备无功是指当执行无功控制功能的两套直流站控主机全部不可用之后,实现后备无功控制功能的极控接口屏PCI能够根据交流母线电压变化,实现交流滤波器的切除,从而保证交流母线电压稳定,维持直流系统稳定运行。通过仿真试验验证了新增策略的正确性,最后对后备无功控制提出了改进建议。

贵广二回高压直流逆变站无通信紧急跳闸试验的仿真分析

贵广二回极2于2007年5月29日进行了小功率(150MW)无通信逆变站手动紧急跳闸试验。试验方案预期,在试验工况下,在逆变站按下紧急停机(ESOF)按钮后,整流站将在1s后由直流低电压保护(27DC)启动闭锁顺序。但实际试验结果显示,整流站由换流器过压保护59/37DC一段启动紧急停机顺序,退回至备用状态。本文对这种异常情况进行了分析,并对分析结论做了PSCAD/EMTDC仿真验证。根据分析建议的试验方案进行的再次试验证明了分析的正确性。

高压直流输电系统故障及控制策略

最近几年高压直流输电在我国有很大的发展,继葛—上直流工程以后,天生桥—广州±500kV直流输电工程又投入了运行。根据以上2个直流工程的控制与保护设置及试验和运行情况叙述了高压直流输电系统在各种故障,包括换流器故障、冷却系统故障、各种情况下的换相失败、交流和直流线路故障,交直流滤波器等故障所采取的控制对策。

一种孤岛运行方式下普洱换流站直流站控跳闸回路的改进方法

依据糯扎渡电站送电广东直流输电工程设计规范:如果该工程处于孤岛运行方式下双极闭锁时,普洱换流站直流站控需通过硬接线开出跳闸接点连接至各大组交流滤波器母线保护屏,通过中间继电器将所有交流滤波器断路器跳开。但这样也同时跳开了站内两台500k V站用变压器,存在全站失电的风险。本文根据普洱换流站主接线、直流站控、交流滤波器母线保护及断路器相关参数,提出一种跳闸回路改进方法,确保双极闭锁时既能快速的分开所有交流滤波器,又不影响站内2台500k V站用变压器的正常运行。

HVDC紧急停运时投旁通对策略对中性母线避雷器的影响

天广±500kV高压直流输电系统逆变站在发生换流变高压端Y/Y线圈阀侧单相接地故障时,如果控制不当,可能超过中性母线避雷器最大通流容量,导致避雷器爆炸事故。对这种故障进行理论分析后,提出了相应的故障控制策略,并通过PSCAD/EMTDC仿真进行了验证,证明了其有效性。