广东背靠背柔性直流工程最后断路器过电压特性与优化

广东背靠背柔性直流(简称柔直)工程交流侧仅有两条出线,且只有一个下一级变电站,换流器出现最后断路器的风险较高,工程中会配置最后断路器保护来防止设备过压损坏。为降低过电压特征以及提高最后断路器保护动作的时间裕度,基于广东背靠背柔直工程拓扑与控制策略开展了最后断路器三相和单相跳闸工况下的过压机理与特性研究。分析了柔直正负序调制波限幅取值范围,提出了一种柔直正负序调制波限幅优化降低过电压的方法,并开展了EMTDC仿真验证。研究结果表明,背靠背柔直过压特征与正负序控制强相关,且最后断路器单相跳闸比三相跳闸过压严重,换流变饱和特性会抑制过电压但会使控制响应更加复杂,采取所提方法可显著提升最后断路器保护动作的时间裕度。

云广±800 kV特高压直流工程逆变站最后断路器跳闸故障研究

逆变站最后断路器跳闸即逆变侧交流系统甩负荷会在换流母线和直流侧设备上引起严重的过电压,是直流过电压与绝缘配合研究中需考虑的最主要故障之一。文章对云广特高压直流系统逆变站最后断路器跳闸引起的换流站交直流侧过电压水平以及避雷器工况进行仿真研究,分析揭示不同运行工况、不同直流保护动作延时与过电压水平的相互关系,提出对保护配合时间的要求,以确保系统设备能安全可靠运行。文中的研究结果可为实际工程设计提供基础数据和技术依据,对现场调试和系统运行时的保护配置具有实际指导意义。

±800kV云广工程逆变站阀组最后断路器保护逻辑改进分析

±800kV云广特高压直流输电工程单极采用双阀组串联设计,每个阀组均配置最后断路器保护。文中分析了云广特高压工程逆变站阀组最后断路器保护跳闸的原理,指出阀组最后断路器保护跳闸逻辑存在威胁系统安全的风险。针对该风险提出跳闸逻辑的改进方案,并在现场得到应用,对高压直流输电系统设计、电网安全稳定运行具有重要的参考意义。

基于动态权重修正D-S证据理论的最后断路器多判据保护跳闸策略

最后断路器保护是高压直流输电系统中所配置的重要保护之一,由于直流系统的运行场景复杂多样,单一的最后断路器保护并非适用所有场景。实际应用时通常使用＂3取2＂的表决策略进行多保护判据融合,然而在某些场景下可能存在多数单一判据判断错误,进而导致＂3取2＂策略的正判率不高。提出2种改进的避雷器型最后断路器保护方案,并结合现有常规型最后断路器保护方案,设计一种基于动态权重修正D-S证据理论的最后断路器多判据保护跳闸策略。基于动态临近历史数据的判断结果,根据上两次保护动作情况融合得到的权重系数,通过使用D-S证据理论对本次结果冲突的各项判据进行融合,以提高保护在各种场景下的正判率。最后根据±800k V向家坝—上海特高压直流输电系统构建仿真模型,在1000种随机场景及12例单一判据连续交替判断正确的情况下对比所提策略与其他多种方法的判断结果,其中该文策略的正判率分别达到98.5%及50%,均优于其他几种策略,以此验证该策略的有效性及优越性。

基于电压–能量反比特性的避雷器型最后断路器保护优化策略研究

最后断路器保护主要用于防止逆变站交流系统甩负荷所引起的严重过电压对系统设备造成的不良影响。除了常规型的最后断路器保护,特高压换流站还配置有避雷器型最后断路器保护作为后备保护。但是,此类保护还存在对过电压水平无法实现动作速度的适应性的问题。针对现有基于固有电压量积分方法存在的缺陷,提出了基于电压实时测量量的避雷器型最后断路器保护改进方法,并提出了基于电压–能量反比特性的避雷器型最后断路器保护动作门槛值的动态整定策略。该文参照向家坝—上海特高压直流输电系统实际参数搭建仿真模型,并通过仿真算例验证了该文方法在保证动作可靠性的前提下,可以进一步缩短系统设备承受高倍过电压的时间,更好地保护主设备。

武南变最后断路器保护装置内部逻辑分析及优化

武南变最后断路器保护的设计原则是:当政平至武南2条线路的武南侧4个开关全部跳开时,政平换流站需要尽快关阀,停止向武南输送功率。根据该设计原则对最后断路器动作逻辑分2个部分进行详细分析:2个开关处于分位,另外2个开关同时跳开的动作逻辑;3个开关处于分位,第4个开关跳开的动作逻辑。在分析的基础上,对最后断路器动作逻辑进行优化,提出直接将开关保护动作接点引入最后断路器保护的方案,从而使得外部回路更为简单,动作时间更为迅速。

高压直流输电系统两种最后断路器跳闸保护比较

直流换流站存在两种最后断路器跳闸保护,选择特高压奉贤换流站和常规华新换流站为例,按照保护的基本原理,综合比较分析了两种最后断路器跳闸保护的差别得到:特高压换流站采用的最后断路器保护,无论从保护设计、实现方法,还是经济成本等方面都具有一定的优势.

应对特高压特殊运行工况的最后断路器保护改进策略

特高压直流逆变站高端换流变压器因故障或检修退出运行后,现有基于能耗积分的避雷器型最后断路器保护将无法正常动作。针对这一缺陷,结合对避雷器型最后断路器保护机理的详细分析,提出了2种改进的避雷器型最后断路器保护策略。采用±800 kV云广特高压直流工程实际参数,基于PSCAD,EMTDC平台搭建了包含多回交流出线的特高压直流输电系统仿真模型。基于此,对比分析了现有避雷器型最后断路器保护以及本文所提出方法的动作性能,验证了本文方法可以在特高压特殊运行工况下正确动作。

直流输电工程模块化最后断路器保护策略分析

文中综述了目前直流工程最后断路器保护研究及应用现状,针对目前各种最后断路器保护策略在实际工程应用中存在的缺点,提出了一种模块化的最后断路器保护策略。模块化指按阀组配置最后断路器保护功能模块,功能模块由输入信号、输出信号、逻辑判据组成。保护策略为:在最后断路器保护使能的情况下,与运行阀组存在电气连接的交流母线上无交流出线相连且满足功能辅助判据则最后断路器保护动作,立即闭锁该运行阀组。理论分析和工程实际案例表明,该保护策略适用于不同的直流运行方式和交流场接线方式,模块化配置灵活便于校验和重用,无需新增硬件设备节省投资,无额外延时动作迅速,模拟量辅助判据避免保护误动,更好地保障了设备和电网安全。

特高压奉贤换流站最后断路器保护调试异常原因及改进建议

鉴于高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置是非常重要的换流站直流系统控制设备,介绍了奉贤特高压换流站最后断路器保护的基本原理,针对系统调试期间该保护未正常动作的异常情况,通过分析现场故障录波图中各参数变化曲线得出调试时最后断路器保护未正确动作的原因是由于系统输送功率过小所致,并提出了相应的改进建议,使得在低功率系统调试时能起到测试最后断路器保护的作用,同时避免了设备损坏。

小负荷下避雷器型最后断路器保护策略仿真分析

针对小负荷下基于避雷器能耗特性的最后断路器保护可能发生误动作的问题,分析了交流负荷的切除会导致高端换流变进线电压升高的机理,指出基于避雷器能耗特性的最后断路器保护无法正确区分交流线路处于小负荷运行状态抑或隔离状态是造成保护误动作的重要原因。提出引入交流场开关量、各条出线首端电压作为判断交流线路状态的信号,使其能够正确区分交流线路处于何种状态,并针对不同状态发出正确的动作信号。结合云广±800 k V特高压直流输电工程的实际运行参数建立了仿真模型,仿真分析了原始判据与改进判据在不同场景下的动作情况,验证了改进判据的有效性。

龙政直流最后断路器保护逻辑分析

研究了政平换流站二期扩建后最后断路器保护可能发生的误动问题,指出了电流闭锁判据失效的原因,分析了各种负荷丢失情况下导致的工频电压升高幅值,依据阀的绝缘能力设定运行行为,给出了相应地解决办法,并根据现场实际给出了最终的解决方案。

特高压直流与常规直流工程最后断路器保护浅析

为防止逆变站交流系统甩负荷后引起的严重过电压,通常会在逆变站安装最后断路器保护。在±800 kV向家坝-上海直流工程中,ABB公司采用了不同于常规直流的最后断路器保护设计理念。从保护信号采集、保护逻辑、存在隐患等方面,阐述了特高压直流和常规直流中的最后断路器保护,并进行了对比分析。指出了常规直流最后断路器保护在设计上的局限性以及特高压直流最后断路器保护在运行中可能存在的问题,并提出了改进意见。该研究有助于提高现有直流工程的运行可靠性,并对将要投产的特高压直流工程的运行维护工作有一定指导意义。

特高压直流输电工程中最后断路器策略的分析

糯扎渡送电广东直流输电工程额定功率5 000 MW,每极采用双极12脉动阀组串联接线方式,额定电压±800kV。为了使阀组在与交流系统失去联系的同时执行直流紧急闭锁程序,保证主设备避免过电压的危害,为每个阀组配置了最后断路器保护。文中分析了以往工程阀组最后断路器保护跳闸的原理,指出阀组最后断路器判断逻辑仅考虑本串是不完备的;且针对现有最后断路器先验式判断逻辑的不足,提出基于路径上重合节点的判断方法,能根据交流场的实时运行工况判断出每个阀组的最后断路器。该方法规则统一,逻辑完备,对后续高压直流工程设计、应用具有参考意义。

计及母联开关的高压直流工程最后断路器智能判断方法

为了提高电网运行的安全可靠性,提出了一种计及母联开关的高压直流工程最后断路器智能判断方法。建立了涉及母联开关的交流场等效模型和图论求解模型,针对各交流母线上接入的N个母联开关,将交流母线抽象为N+1个节点,各节点之间经母联开关相连。以线路汇集节点为起点,以阀组为终点,通过搜索图论模型中起点到终点之间割边的集合,解决了多种功率输送方式下使用常规逻辑设计无法实现包含母联开关在内的整个交流场阀组最后断路器求解的问题。理论推导和工程用例结果表明,该方法能够大大降低工程应用程序的编写和调试难度,有效规避工程扩建期间由于功能修改带来的风险,确保电网安全可靠地运行。

基于图论的特高压直流工程最后断路器自适应判断策略

提出了一种基于图论的特高压直流工程最后断路器自适应判断策略。建立了交流场等效模型和最后断路器图论求解模型,将交流场抽象为无向连通图,断路器抽象为图的边,线路和阀组等其他设备抽象为图的节点,从而将最后断路器的求解问题转换为无向连通图求解割边的问题,实现了交流场最后断路器快速、准确、智能的判断,该策略在工程中的实施有利于电网安全可靠运行。

±500kV广州换流站最后断路器及线路保护逻辑改进分析

针对南方电网±500 k V宝安换流站近年发生的两起因最后断路器保护配置错误及开出信号误配导致的直流闭锁事件,对±500 k V广州换流站最后断路器及线路保护逻辑进行梳理。结合其双母接线方式特点,介绍了广州站最后断路器及线路保护逻辑,提出了现有保护逻辑的缺陷,并设计了相关的改进方案。

深圳换流站最后断路器及线路保护的改进建议

介绍兴安直流输电工程深圳换流站交流开关场4类最后断路器及线路保护逻辑。基于这些逻辑对兴安直流实际工程调试过程中出现的保护动作异常情况进行分析,对相关的设计缺陷,例如交流滤波器连线保护跳闸继电器自保持,无法对5072断路器合闸;最后线路无自动重合闸闭锁功能等,提出了改进建议。有的建议已被设备厂家所采用。

渝鄂直流背靠背联网工程最后断路器跳闸功能配置

柔性直流输电系统逆变站切除全部交流线路,甩负荷运行,会导致逆变站直流侧及其他部分电压异常升高,危及一次设备安全,因此,在逆变站中配置最后断路器跳闸功能非常必要。结合渝鄂直流背靠背联网工程,提出针对柔性直流输电系统的最后断路器跳闸功能配置方案,并基于RT-LAB实时仿真平台,接入实际控制保护系统和运行人员控制层监控系统,对所提配置方案进行验证。试验结果表明,配置最后断路器跳闸功能后,可保证在交流断路器跳开前或直流电压上升到保护定值前,柔性直流控制系统下发换流器闭锁命令,避免直流侧及交流侧严重过压。

政平换流站最后断路器保护逻辑分析

针对政平换流站二期扩建后最后断路器保护可能发生误动问题,分析了电流闭锁判据失效的原因及各种负荷丢失情况下导致工频电压升高原因,依据阀的绝缘能力设定运行行为提出了解决措施,并根据现场实际给出了最终解决方案,有助于提高我国高压直流输电工程的设计、调试和运行水平。