多端直流输电工程大地-金属回线转换策略

针对国内首个常规多端直流输电系统在不同功率水平进行大地回线至金属回线转换的过程中,金属回线转换开关(MRTB)保护动作,导致开关拒动及大地金属回线转换失败的问题,本文通过对大地金属回线转换过程中的电流回路进行分析,推导大地回线与金属回线共存时各个换流站电流的数学表达式,在此基础上分析MRTB拒动原因,并提出改进策略和运行建议,为工程设计和运行维护提供参考。最后,通过仿真证明了本文分析结论的正确性,表明所提改进策略具备工程应用推广价值。

葛洲坝换流站金属回线转换开关保护动作原因分析

葛洲坝换流站直流线路为同塔双回运行，2014年5月28日葛洲坝换流站在由大地转金属回线过程中，葛洲坝站金属回线转换开关保护动作将0040断路器合上，未正确执行直流顺控操作，经过分析，初步原因为直流线路为同塔双回运行造成对金属回线感应电压过大，在进行大地转金属回线过程中金属回线转换开关保护动作。

特高压直流换流站金属回线转换开关电磁暂态特性分析

相比交流断路器,直流断路器的开断过程较为复杂,开展直流开关电磁暂态模拟具有重要的理论和现实意义。以某特高压直流换流站金属回线转换开关(MRTB)避雷器爆炸事故为分析对象,采用PSCAD/EMTDC建立仿真模型。利用Mayr电弧方程对直流断路器动态电阻进行模拟,将MRTB纳入完整的直流系统对其暂态过程进行分析,对MRTB开断过程中避雷器能量吸收进行量化计算,确定了避雷器爆炸故障原因。实现了对MRTB开断过程的电磁暂态仿真分析,对直流断路器的制造和运维具有重要参考价值。

±500kV团林换流站金属回线转换开关转换失败原因分析

换流站单极大地回线方式转单极金属回线方式是高压直流输电系统中常见的操作方式,该操作方式通过既定的顺序控制操作完成运行方式的转换。由于直流开关本身不具备断开直流电流的能力,直流开关断开直流电流需借助并联于直流开关的振荡回路产生的自激振荡电流叠加于主回路上,主回路电流出现过零点后断开直流电流。若振荡回路中的元件发生故障无法产生使直流开关断开直流电流能力的振荡电流时,直流开关便无法断开直流电流,导致大地回线转金属回线失败。在团林换流站进行单极大地回线转金属回线方式的操作中,金属回线转换开关断开直流电流失败,通过对直流开关振荡回路元件的检查与分析,发现振荡回路中电抗器的均压环存在设计缺陷,本文针对此次事件提出改进建议,这对于具有此类结构的电抗器均有借鉴意义。

葛南直流输电系统中大地回线和金属回线转换的研究

以葛南直流输电系统为例,将顺控逻辑及动作整定值作为切入点,利用ABB公司的故障录波软件,分析了大地回线和金属回线转换过程中因非转换极极线路电流过低所造成的切换失败率高的问题,并提出更改控制系统中关于钳制电位点顺控逻辑的解决方法,采取该方法后上述问题在调试和实际运行中未再次出现。

直流输电工程大地回线和金属回线转换过程及运行实例分析

笔者主要以贵广二回直流工程为例,首先介绍了大地回线和金属回线的转换原理及其过程,其次介绍了在调试和运行过程中导致大地回线和金属回线转换不成功的运行实例,然后分析了直流保护逻辑存在的缺陷所导致的金属回线向大地回线转换时MRTB、MRS频繁分合的情况。笔者就这一情况提出了相应的保护逻辑修改方法,并发现保护逻辑经修改后,金属回线/大地回线转换正常,在系统调试和实际运行中不再出现MRTB、MRS频繁分合的情况。

宁东直流大地回线转金属回线转换失败原因分析与改进建议

在我国高压直流输电投入实际运行以来,在大地回线转金属回线过程中,多次发生由于金属回线转换开关(MRTB)并联的吸能避雷器损坏而导致转换失败的事件,迫切需要精确反应开关动作机理的研究手段。通过对宁东直流输电系统现场大地回线转金属回线转换成功的与失败的录波波形对比分析,得出转换失败前后的系统电气特征。采用宁东直流实际的主回路设备参数和控制保护功能,建立起以直流电磁暂态程序(EMTDC)为基础的详细模型,再现了开关转换和故障过程的暂态现象。不仅验证避雷器由于四柱并联,长期运行操作使每个柱特性变化不一致,较小阻抗单柱承受较大的能量而损坏,而且,通过对转换失败之后逆变站金属回线接地保护动作闭锁直流系统事件进行分析,得出由于逆变站金属回线接地保护软件策略缺陷,导致保护动作闭锁直流系统。根据分析结果,对宁东直流大地转金属回线过程提出改进建议,同时对后续直流工程的MRTB并联避雷器的成套设计提出建议。

葛—上500kV高压直流输电线路中金属回线转移开关工作条件的计算分析

本文以葛一上500kV高压直流输电线路为模型,运用电磁暂态计算程序对金属回线转移开关(MRTB)开断过程中的工作条件进行了计算分析,求得在额定电流情况下的开断过程中,MRTB能量吸收装置吸收能量大于1MJ,通流时间超过20ms。本文同时对MRTB及500kV高压直流断路器工作条件进行比较,指出在某些方面,MRTB面临比500kV高压直流断路器中的一个断口更为苛刻的工作条件。

楚雄换流站金属回线转换断路器并联谐振回路失效分析

±800 kV云广特高压直流工程楚雄换流站安装了金属回线转换断路器(metallic return transfer breaker,MRTB),采用双机构四断口并联谐振回路形式。依据一起换流站单极大地转金属回线不成功案例,分析了转换过程中保护动作及现场观测结果,得出转换过程不成功原因为MRTB并联谐振回路失效。对回路相关设备试验、检查后确认了回路失效原因为并联消能避雷器中的一支内部绝缘击穿。通过对故障避雷器的解体检查及测试找到了避雷器故障原因,对并联避雷器的安全转换次数进行了讨论,对避雷器日常运行维护提出相应要求与建议。

葛南直流大地-金属回线转换实例分析

高压直流输电系统中,直流转换开关的运行状况直接影响到单极大地—金属回线转换操作的顺利进行。通过对葛洲坝—南桥直流输电系统中发生的一起大地—金属回线异常转换过程的深入分析,得出由于金属返回线路上过高的感应电压造成直流转换开关振荡回路中相关元件损坏,导致该转换开关保护动作和转换操作失败。根据分析结果,提出了针对本次失败转换过程的改进措施和运行建议,可为新建工程设计和运行维护提供参考。

特高压直流输电单极大地金属回线转换过程分析

在特高压直流输电系统中单极大地回线和单极金属回线相互转换是常规操作,但是具体的转换过程和发生的异常还需要仔细分析和学习。

三端直流输电系统大地金属回线转换策略

针对现有三端直流输电系统大地、金属回线转换策略存在未考虑转换开关配置站点影响以及开关选型时直接采用随机数模拟精度有限的问题,提出一种将偏微分与随机数原理相结合的三端直流输电系统转换开关配置评估方法。通过循环求偏微分逐次降低目标函数中自变量个数,该方法可以准确评估不同配置方案及转换策略对应的转换开关分合能力需求,遍历取小即可明确最优回线转换开关配置站点与回线转换策略,在不影响转换功能的前提下减少工程投资。同时针对优选方案下可能存在的回线转换失败问题,提出了改变各站电流水平的应对措施。计算结果表明,在三端直流输电系统中,所提评估方法能够降低模拟精度需求并选出最优转换开关配置方案与回线转换策略。

多端直流大地回线和金属回线转换过程分析及策略研究

针对多端并联直流系统,以乌东德多端直流为例,分析了大地回线和金属回线相互转换的过程,并对转换过程中各端换流站的直流电流返回回路及流经转换开关电流的变化进行解析。通过PSCAD仿真,比较不同操作顺序下大地回线和金属回线相互转换时转换开关电流的情况,针对转换电流可能超过转换开关开断电流能力的问题,提出优化转换操作顺序的建议。分析结果可为多端直流输电工程的设计、运维提供有益参考。

银川东换流站MRTB转换失败引起闭锁原因分析

针对银川东换流站金属回线转换开关(Metallic Return Transfer Breaker,MRTB)转换失败引起直流闭锁的问题,通过对MRTB动作顺序、避雷器击穿原因、银川东换流站和胶东换流站保护动作进行分析,提出了采用延时90 s开放逆变站金属回线接地保护使能信号的方法,解决在转化过程中由于MRTB重合造成保护误动的问题。应用结果表明:该方法可以有效避免直流闭锁,保证了直流系统可靠运行。

同塔双回直流输电系统中GRTS转换异常分析

文中研究所涉实例为国内首次现场采用实施的直流线路同塔双回工程。由于直流线路同塔并架所造成的线路感应电压升高,对换流站中性区域设备和直流开关的影响无可借鉴的历史经验。笔者结合一起GRTS直流开关转换异常事件,研究分析了该类问题的起因与隐患,并提出了相应的反事故措施建议,对今后直流线路同塔并架系统中换流站内设备的绝缘水平设计、运维检修工作均有借鉴意义。

基于顺控逻辑的楚穗直流MRTB多次分合闸分析与对策

针对楚穗直流大地/金属回线转换后,金属回线转换开关(MRTB)出现多次分合闸的情况,从82MRTB保护动作、MRTB分合闸命令、大地/金属回线转换顺控逻辑、避雷器监视等方面详细分析MRTB的分合闸过程,并以优先合闸和修改顺控逻辑为切入点提出了两种修改方案。通过比较分析,确定最终修改方案,其主要思想为将MRTB分命令直接作用于MRTB开关本身,不做任何逻辑处理与展宽处理。在RTDS与SIMIT仿真平台上的仿真结果验证了该修改方案的可行性和有效性。

基于电流分析的高压直流输电MRTB并联振荡装置故障诊断方法

针对特高压直流输电系统接线方式从单极大地回线转为金属回线时,MRTB并联震荡装置是否出现故障,提出了一种基于电流分析的MRTB并联震荡装置的在线故障诊断方法。该方法首先通过在MRTB过零震荡装置进线侧和出线侧划定计算电流的闭合面,并在闭合面上运用基尔霍夫电流定律(KCL),设计出一种计算MRTB并联震荡装置回路电流的方法,然后根据计算所得的MRTB并联震荡装置两侧电流特征,对并联谐振装置是否故障与故障类型进行诊断。最后,在±800 kV楚穗特高压直流极Ⅱ大地回线转为金属回线的2个实例中进行验证,验证结果证明文中所提方法的正确性和有效性。