换流器保护在交流故障下的出口时序特性分析

当交流故障的故障条件不同时,换流器保护的出口结果和出口时间均具有不确定性,针对该问题展开系统的研究。梳理了换流器区故障和换流器保护的类型,并基于实际特高压直流工程的RTDS实验结果分析了交流故障下可能动作的换流器保护及其动作机理。详细分析了换流器保护的故障后电气特征离散性和计时原理,指出这是导致换流器保护动作时间不确定的两个原因。进一步深入对比了交流故障下存在出口时序离散性的3种换流器保护的动作逻辑,并结合上述特高压直流工程的RTDS实验结果分析了不同故障条件下这3种保护的出口时序特性。分析结果表明,这些保护延时定值极为接近,而且可能相互闭锁,不同故障条件下三者的出口时序关系决定了不同的动作结果。

高压直流换流器保护动作分析

换流器是直流输电系统中最为核心的系统元件，其故障形式和性质与交流系统中的一般元件有很大差别，动作后果也是根据故障形式和性质的不同而差异，本文将予以详细分析各种故障下保护的动作情况。

考虑直流控制的换流器交流侧故障及其保护动作行为分析

直流输电系统换流器交流侧故障时,换流器保护对交流侧故障的保护边界不明确,换流器保护与故障间的对应关系也不明确。为进一步明确换流器保护响应与交流侧故障间的关系,在考虑直流系统控制作用以及换流器工作状态切换的基础上,建立了基于回路叠加的换流器故障分析电路,对交流侧故障时换流器各保护的动态响应特性进行了分析。在此基础上,采用基于实际参数的EMTDC模型对交流侧故障下换流器保护的动作行为进行了分析。分析表明:换流器差动保护可反映换流器交流侧的接地故障;阀短路保护可以反映其所在桥互感器阀侧的相间故障;阀组差动保护仅能反映D桥交流侧单相对地故障;桥差保护则反映的是其所在桥以外的另一桥互感器阀侧的相间短路故障。

高压直流换流器差动保护抗干扰性能研究

以高压直流换流器差动保护干扰故障为例,详细分析故障发生过程、原因和改进措施。通过对故障录波进行深入的分析,深入研究换流器保护原理和抗干扰性能,发现高压直流母线测量信号波形畸变是引起保护误动的主要原因。提出将换流器差动保护延时功能由快充慢放的积分模式更改为固定延时方式来提高保护可靠性。数字仿真和现场运行验证改进后保护性能满足运行要求。

特高压换流站换流器保护动作策略优化与改进

对±800kV特高压直流输电工程的换流器保护策略进行了阐述,并提出换流器差动保护策略优化和改进方法。

逆变侧送极控主系统直流电压测量结果影响分析(二) 换流器开路保护研究

天广直流输电系统逆变侧广州换流站极1电压分压器的光电传感器曾发生故障且至今原因不明,很可能再次故障,这对极控系统内判据仅采用电压量的换流器开路保护I段影响最大,而且其动作时间极快、对整个电网造成的后果也最恶劣。对此,本文基于换流器开路保护的原理,结合在RTDS实时仿真系统上对天广直流输电系统发生各种断线故障的仿真结果,总结了逆变侧换流器开路保护的保护范围,在此基础上对逆变侧换流器开路保护I段提出了改进措施,并论证这种改进不但不会影响保护的原有功能,还可以有效地提高系统可靠性。

移相控制下的特高压直流断路器失灵保护策略

对于特高压直流工程,换流器区域故障后采用换流器移相控制有助于故障限流和隔离,但基于电流特征的断路器失灵保护适应性显著降低。为此,在分析断路器在时域、频域的失灵特征的基础上,文中提出了通过电压信号不同频段能量分布进行失灵诊断等研究思路。其次,将完全总体经验模态分解和希尔伯特—黄变换相结合,并在考虑互感器拖尾现象等基础上,提出了一种基于不同频段电压积分值的断路器失灵保护新原理。最后,制定了失灵保护出口后的后续动作策略。仿真验证表明,失灵保护原理满足了速动性和可靠性要求,后续动作策略实现了故障的快速隔离,显著提升了换流器区域保护的性能。

柔性直流配网继电保护关键技术评述

随着泛在电力物联网概念的提出,传统的配网形态正发生显著变化,传统的交流配网设备众多、线损大、可靠性低,柔性直流配网(后简称“直流配电”)因其线损小、供电效率高、不存在三相不平衡等问题受到众多研究人员的青睐。文章主要论述了直流配网常见的故障形式和保护配置、故障电气量特征与保护原理、继电保护技术发展趋势。同时对直流配网继电保护技术的发展进行总结,指出下一步可能的发展方向。

高压直流保护系统配置探讨

本文详细的阐述了以SIEMENS技术为平台的直流保护系统，并深入分析了常规直流保护系统和特高压直流保护系统的配置相同点和不同点。

UHVDC换流器故障隔离及重启策略优化

针对某特高压直流工程换流器故障隔离及重启耗时长、停电范围大、造成功率损失等问题,在分析故障机理的基础上,提出了一种优化后的故障隔离及重启策略。优化了换流器保护区域,改进换流器保护区域的连接方式,并增设快速断路器加速故障隔离及重启过程;优化故障隔离及重启策略,利用换流器移相控制策略快速限流,利用快速断路器动作缩小故障隔离范围,避免极隔离、极重启和大规模切机、切负荷的发生。仿真验证表明,优化后的故障隔离及重启策略总耗时低于0.5 s,仅隔离故障换流器,保证了健全部分持续传输功率,显著提升了特高压直流输电的可靠性和经济性。

高压输电线路直流融冰装置故障特性及过流保护

直流融冰是解决高压和超高压输电线路覆冰问题的关键技术手段,而直流融冰装置的保护原理及方案是保障融冰线路和系统安全可靠运行的关键技术支撑。文中介绍了直流融冰系统及其保护配置,分析换流器过流保护在选择性上存在的不足。通过对直流融冰装置中换流变及换流器等各处短路故障特性的深入分析,提出了一种新型的过电流保护判定逻辑及动作策略,使过电流保护区分不同位置的故障并提高了动作可靠性。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对各类故障进行仿真测试,并验证了新型保护策略的可行性。

南澳柔性直流输电工程换流阀保护拒动原因分析

针对2016年10月南澳柔性直流输电工程发生的一起换流阀保护拒动事件,分析南澳柔性直流输电工程的保护配置和原理,指出在换流阀保护的配置方面存在重复配置以及定值失配的问题,针对这些问题提出合适的改进措施,以提高南澳柔性直流输电工程的安全运行稳定性。

高压直流保护研究

文章简要叙述了高压直流系统保护的必要性,分析了高压直流输电系统主要设备:换流器、换流变、直流线路的保护配置与保护原理。研究了直流母线、接地极线路、交流滤波器、直流滤波器、平波电抗器的保护配置。

基于MMC多端柔性直流输电保护关键技术研究

基于MMC的多端柔性直流输电是直流输电的重要发展方向。对MMC多端柔性直流输电控制保护系统进行了研究,介绍了一种基于子模块电容电压优化平衡控制算法的控制策略,详细给出了柔性直流输电系统保护配置,对阀侧交流母线差动保护策略和换流器区保护策略等保护关键技术问题进行深入研究,给出了具体的解决策略。并搭建了多端MMC-HVDC仿真试验系统验证控制保护研究策略,详细分析了阀侧交流母线两相短路接地故障和换流器上桥臂短路故障仿真结果。所研究内容对多端MMC-HVDC工程的研究和发展有重要的借鉴意义。

柔性直流配电网VSC换流器控保系统接口设计

结合柔性直流配网换流器控制保护系统的架构,提出了适用于柔性直流配电网的电压源换流器(VSC)控保系统接口设计方案。描述了换流器控制保护、阀控单元以及功率子模块各部分功能,并详细介绍了半桥功率子模块的拓扑架构;对每个层级间的物理层方式以及具体的通讯内容进行了阐述,包括换流器控制保护和阀控单元、阀控单元和功率子模块中控板的上下行通讯内容,并对中控板上传的子模块状态信息进行了详细定义。研究结果为工程化应用提供了参考和借鉴价值。

关于特高压换流站直流穿墙套管故障的典型案例分析

本文通过对中州站和金华站两起由于直流穿墙套管故障导致单极闭锁的案例进行简要分析,提出了一种增加特高压换流站换流器保护区域的方法。

特高压换流站直流穿墙套管故障动作策略优化

针对特高压换流站直流穿墙套管故障导致健全换流器闭锁的问题,采用一种增加特高压换流站换流器差动保护区域的方法,避免单极闭锁后发生直流系统接地电流过大引起直流偏磁的危害。应用结果表明:直流穿墙套管故障引起健全换流器自动重启策略对直流系统利用率有着显著提升。

直流输电系统保护技术探讨

1保护分区与故障类型直流输电系统的保护系统包含测量装置、继电器、出口断路器、隔离设备等。保护系统的设计应满足可靠性、速动性、选择性、经济性等要求。柔性直流输电保护系统根据保护区域划分为交流侧保护、换流器保护、直流侧保护。各区域可能发生的故障类型或不正常运行方式主要包括。