提高直流換流站直流保護(hù)動(dòng)作可靠性的措施

湖北省電力公司檢修公司 黃瑤玲

三峽電力職業(yè)學(xué)院 王麗麗

湖北省電力公司檢修公司 吳 萍 劉 潯 戴 迪

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、高速發(fā)展，電力需求越來(lái)越大，長(zhǎng)距離大容量直流輸電項(xiàng)目越來(lái)越多，超高壓、特高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題愈顯重要[1]。直流換流站直流保護(hù)作為直流輸電系統(tǒng)的核心，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行也決定了直流系統(tǒng)的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。因此，有必要對(duì)直流換流站直流保護(hù)動(dòng)作可靠性進(jìn)行分析，并提出合理的改進(jìn)措施。

1 直流保護(hù)異常動(dòng)作情況統(tǒng)計(jì)

據(jù)目前在運(yùn)直流工程運(yùn)行情況不完全統(tǒng)計(jì)，自2005年至2012年期間，直流保護(hù)不正確動(dòng)作共18次，其中三重化配置保護(hù)系統(tǒng)2次，雙重化配置保護(hù)系統(tǒng)16次[2]。詳見(jiàn)表1。

2 故障原因分析

從表1我們可以看出直流保護(hù)不正確動(dòng)作原因表現(xiàn)在二次電源故障，板卡故障，保護(hù)邏輯錯(cuò)異常，測(cè)量回路故障，CT選型錯(cuò)異常五個(gè)方面，其中以板卡故障和測(cè)量回路故障導(dǎo)致直流保護(hù)不正確動(dòng)作情況最多。

依據(jù)各個(gè)站直流保護(hù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，我們可以發(fā)現(xiàn)上述五個(gè)方面的故障只是直流保護(hù)不正確動(dòng)作的表面現(xiàn)象，而更深入的原因則主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）主機(jī)和板卡老化，導(dǎo)致板卡和主機(jī)故障率增高，甚至出現(xiàn)主機(jī)重啟過(guò)程因信號(hào)異常變位導(dǎo)致保護(hù)跳閘異常出口的故障；

2）由于直流控制和保護(hù)接口信號(hào)回路不正確、保護(hù)邏輯本身存在錯(cuò)異常和不完善，導(dǎo)致保護(hù)不正確動(dòng)作；

3）由于一次設(shè)備配置問(wèn)題或冗余度不夠，存在某些保護(hù)無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)設(shè)備故障或單一測(cè)量元件故障導(dǎo)致直流保護(hù)不正確動(dòng)作。

4）由于直流保護(hù)邏輯和定值受一次設(shè)備的功能、性能、絕緣耐受水平等因素影響，導(dǎo)致保護(hù)不正確動(dòng)作。

表1 直流保護(hù)異常動(dòng)作情況統(tǒng)計(jì)

3 采取措施

針對(duì)直流換流站發(fā)生的多次直流保護(hù)不正確動(dòng)作情況和故障發(fā)生后對(duì)此采取的各種有效措施，以及多次開(kāi)展的直流保護(hù)隱患排查總結(jié)來(lái)看，要想降低或者避免直流換流站直流保護(hù)的不正確動(dòng)作事故的發(fā)生，必須在直流保護(hù)的設(shè)計(jì)和管理方面提高要求，采取以下有效措施：

1）不斷加強(qiáng)技術(shù)改造，提高運(yùn)行管理手段

首先，不斷強(qiáng)化技術(shù)改造，以可靠性，選擇性，和靈活性為基本原則，有針對(duì)性的將設(shè)備進(jìn)行選擇，配置，盡量使用質(zhì)量好，可靠的保護(hù)設(shè)備；其二，重視運(yùn)行維護(hù)和調(diào)試的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的管理，特別是新、改、擴(kuò)建工程，繼電保護(hù)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行落實(shí)“三級(jí)驗(yàn)收”管理制度，確保繼電保護(hù)裝置的合理性和規(guī)范性；其三，深化檢察工作，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的二次回路老化現(xiàn)象，以及控制保護(hù)接口板卡危險(xiǎn)性標(biāo)示問(wèn)題，及時(shí)采取措施，保證相關(guān)的標(biāo)志工作準(zhǔn)確無(wú)誤。

2）直流保護(hù)應(yīng)采用三重化配置

直流保護(hù)三重化指的是直流保護(hù)裝置及其外部輸入輸出回路的三重化冗余配置，正常時(shí)由三取二方式出口。該方式下，單一元件故障只導(dǎo)致單套系統(tǒng)退出，可有效的避免保護(hù)不正確動(dòng)作導(dǎo)致直流系統(tǒng)閉鎖。雙重化配置保護(hù)系統(tǒng)的這16次故障中有14次發(fā)生在單套保護(hù)的采樣、傳輸、判斷過(guò)程中，若采取保護(hù)三重化配置，這14次保護(hù)不正確動(dòng)作情況則完全可以避免。此外，銀東直流工程直流保護(hù)采用三重化配置，自2011年投運(yùn)以來(lái)共出現(xiàn)過(guò)8次單一元件故障導(dǎo)致單套保護(hù)異常動(dòng)而未出口跳閘。由此可見(jiàn)，直流保護(hù)三重化方式可大大提高了直流系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性，因此建議后續(xù)工程直流保護(hù)采取三重化配置。

3）加強(qiáng)直流保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化管理

隨著大量直流工程的陸續(xù)投運(yùn)，直流保護(hù)在不同的工程、不同的廠(chǎng)家實(shí)現(xiàn)方法不統(tǒng)一、不規(guī)范的問(wèn)題日漸凸顯，給直流保護(hù)運(yùn)行、維護(hù)、整定和管理等帶來(lái)較大困難。因此，對(duì)直流保護(hù)的整體技術(shù)原則和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，并嚴(yán)格按照國(guó)調(diào)中心《換流站直流系統(tǒng)保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范》（Q/GDW628-2011）標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，相信可以大大提高直流保護(hù)的動(dòng)作率。

4 結(jié)語(yǔ)

直流換流站直流保護(hù)動(dòng)作的可靠性，是直流輸電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著換流站建設(shè)的不斷增加，我國(guó)在直流保護(hù)的可靠運(yùn)行方面的確取得了很大的進(jìn)步，但是在很多方面還需要完善的環(huán)節(jié)還有很多，我們要不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其是對(duì)于換流站直流保護(hù)可靠性上，積極開(kāi)展探索，不斷需求新的方式去實(shí)現(xiàn)換流站直流保護(hù)的可靠性。

[1]黃曉明,胡勁松,胡曉.提高特高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性的措施[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì),2007(1).

[2]國(guó)家電力調(diào)度中心《國(guó)家電網(wǎng)公司直流保護(hù)軟件隱患排查報(bào)告》,2013年4月.

[3]趙有鋮,章激揚(yáng),趙曼勇,舒雙焰.2007年南方電網(wǎng)220kV及以上系統(tǒng)保護(hù)運(yùn)行情況分析[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2008(02).

[4]錢(qián)建國(guó),周芳,鄒暉,宋東馳.2009年浙江電網(wǎng)220kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行分析[J].浙江電力,2010(06).