宜都換流站直流線路再啟動(dòng)邏輯改進(jìn)及事例分析

鐘 源國網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司直流運(yùn)檢中心，湖北宜昌 443000

宜都換流站直流線路再啟動(dòng)邏輯改進(jìn)及事例分析

鐘 源
國網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司直流運(yùn)檢中心，湖北宜昌 443000

本文簡單介紹了直流線路再啟動(dòng)的原理及其在直流輸電工程中的廣泛應(yīng)用，主要針對宜華直流輸電工程中多次出現(xiàn)的直流線路故障再啟動(dòng)動(dòng)作事故，分析了線路故障再啟動(dòng)的動(dòng)作過程，指出了線路故障再啟動(dòng)功能存在的不足并提出了改進(jìn)措施，對現(xiàn)場運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。

直流輸電系統(tǒng)；直流線路故障再啟動(dòng)；故障錄波

近年來，高壓直流輸電迅速發(fā)展，目前已有三廣、三常、三滬等多個(gè)直流輸電工程投運(yùn)。由于直流輸電線路距離長，跨越地區(qū)情況復(fù)雜，屬于較易出現(xiàn)線路故障的設(shè)備。在直流線路發(fā)生閃絡(luò)故障時(shí)，直流線路保護(hù)動(dòng)作，啟動(dòng)再啟動(dòng)程序可以有效排除瞬時(shí)故障，使直流系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，減少直流停運(yùn)次數(shù)，因此直流線路再啟動(dòng)功能是直流系統(tǒng)非常重要的一環(huán)，是電力輸送安全的重要保證。

1 直流線路再啟動(dòng)功能基本設(shè)計(jì)原理及邏輯

直流線路再啟動(dòng)功能與交流線路的重合閘類似，目的是為了迅速切除故障后恢復(fù)正常運(yùn)行。區(qū)別在于交流線路是通過開關(guān)切斷故障電流而直流是通過可控硅。在直流線路出現(xiàn)故障時(shí)，相關(guān)線路保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)行再啟動(dòng)嘗試功能，故障出現(xiàn)時(shí)立即將可控硅觸發(fā)角增大到90°以上，使整流器進(jìn)入逆變運(yùn)行，促使直流線路快速放電，直流電流很快降到零，經(jīng)過較短的去游離時(shí)間之后，嘗試進(jìn)行再啟動(dòng)。若故障消除，再啟動(dòng)邏輯重新進(jìn)建立直流電壓，恢復(fù)功率輸送。若電壓不能建立，說明故障依然存在，再啟動(dòng)失敗，重新進(jìn)行移相、去游離，執(zhí)行再啟動(dòng)失敗相應(yīng)的動(dòng)作后果。

再啟動(dòng)邏輯只在整流站起作用，縱差、行波、突變量、欠壓等直流線路保護(hù)動(dòng)作后都會(huì)起動(dòng)再啟動(dòng)邏輯。雙極運(yùn)行時(shí)，一個(gè)極的直流線路保護(hù)再起動(dòng)可進(jìn)行3次。直流線路保護(hù)動(dòng)作后，第一次經(jīng)去游離（150ms）后全壓啟動(dòng)；如果直流線路保護(hù)又動(dòng)作，則去游離（200ms）后全壓再啟動(dòng)，同時(shí)切換控制系統(tǒng)；直流線路保護(hù)第三次動(dòng)作，則去游離（200ms）后進(jìn)行降壓再啟動(dòng)，要是再啟動(dòng)還不成功則閉鎖極運(yùn)行。線路保護(hù)動(dòng)作計(jì)數(shù)器將對保護(hù)動(dòng)作次數(shù)進(jìn)行累加，30s后清零，意味著在30s內(nèi)直流系統(tǒng)可進(jìn)行2次全壓，1次降壓的再啟動(dòng)。

直流線路再啟動(dòng)邏輯是根據(jù)系統(tǒng)要求預(yù)先設(shè)定好的，在直流系統(tǒng)控制保護(hù)主機(jī)中由軟件頁設(shè)置，具體的動(dòng)作邏輯如表1所示，是針對不同的工況分成幾種情況。宜都換流站再啟動(dòng)邏輯主要分為常壓狀態(tài)、降壓狀態(tài)，雙極、單極以及通信故障這幾種運(yùn)行工況。

2 再啟動(dòng)邏輯的改進(jìn)及事例分析

表1　

從再啟動(dòng)邏輯原理中我們可以得知，再啟動(dòng)邏輯從第一次動(dòng)作開始計(jì)數(shù)起至30s之內(nèi)，若達(dá)到設(shè)定的再啟動(dòng)次數(shù)后將閉鎖相應(yīng)故障極；若在30s內(nèi)再啟動(dòng)成功，則重新開始計(jì)數(shù)。

從軟件頁中我們可以看到，早期的直流線路再啟動(dòng)次數(shù)設(shè)置中，有一個(gè)50ms的延時(shí)返回，在每次再啟動(dòng)邏輯動(dòng)作去游離時(shí)間結(jié)束后還要延時(shí)50ms后才開始計(jì)一次數(shù)，若在一次再啟動(dòng)去游離時(shí)間結(jié)束后小于50ms內(nèi)線路保護(hù)再次動(dòng)作啟動(dòng)再啟動(dòng)時(shí)，只計(jì)數(shù)一次。這就存在當(dāng)移相完成后不到50ms再次發(fā)生故障時(shí)，計(jì)數(shù)器不再進(jìn)行新的計(jì)數(shù)，而重新開始一次再啟動(dòng)移相過程，就會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)時(shí)間段多次再啟動(dòng)直到躲過50ms的延時(shí)返回后才進(jìn)行計(jì)數(shù)，見圖1。

圖2為宜都站2007年7月極II直流直流線路保護(hù)動(dòng)作故障錄波，從錄波圖可以看到第一次全壓再啟動(dòng)經(jīng)過一次移相去游離，計(jì)數(shù)一次；在第二次全壓再啟動(dòng)過程中，在移相去游離后約42ms（小于50ms）時(shí)，突變量保護(hù)和行波保護(hù)再次動(dòng)作，啟動(dòng)再啟動(dòng)開始移相去游離，而軟件邏輯中再啟動(dòng)計(jì)數(shù)器一直沒有進(jìn)行新的一次計(jì)數(shù)，這樣的情況連續(xù)兩次，所以導(dǎo)致第二次全壓再啟動(dòng)有三次移相去游離，才進(jìn)行一次計(jì)數(shù)。這種情況，相當(dāng)于第二次全壓再啟動(dòng)實(shí)際上是執(zhí)行了3次，計(jì)數(shù)器沒有進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)。多次的再啟動(dòng)過程，本身對線路就是一次又一次的沖擊，極易造成故障處的絕緣損壞，不符合設(shè)計(jì)的初衷，首要還是要保護(hù)一次設(shè)備安全。

經(jīng)過修改刪除這個(gè)50ms的延時(shí)返回，將使直流線路再啟動(dòng)邏輯更加簡單直接，只有依工況執(zhí)行動(dòng)作邏輯次數(shù)。可以有效避免了多次連續(xù)再啟動(dòng)對線路設(shè)備的沖擊。

3 結(jié)論

如果再啟動(dòng)信號依然保持50ms延時(shí)后返回，會(huì)在特殊工況下引起直流系統(tǒng)的多次全壓啟動(dòng)。故障電流對設(shè)備沖擊很大，容易引起站內(nèi)設(shè)備損壞，多次全壓啟動(dòng)同樣會(huì)破壞線路故障點(diǎn)的絕緣，引發(fā)事故擴(kuò)大。因此刪除信號保持延時(shí)之后的動(dòng)作邏輯更符合保護(hù)設(shè)計(jì)要求，既能保證直流線路的再啟動(dòng)成功有效，也能避免無端多次啟動(dòng)損壞設(shè)備。

TM7

A

1674-6708（2016）170-0168-02

鐘源，國網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司直流運(yùn)檢中心。