银东直流系统线路故障再启动动作分析刘冬.docx

          银东直流系统线路故障再启动动作分析刘冬                    摘要：直流线路故障再启动保护是在直流线路发生故障，采取清除故障的措施后，通过重新解锁恢复功率输送的控制策略对于银东直流系统，逆变站直流线路保护不起作用，但会检测到直流线路故障并且向极控系统发送信号银东直流双极全压运行时，若直流线路发生故障，再启动逻辑为：两次全压重启，不成功后转为降压0.7Pu启动，降压启动不成功，则闭锁直流系统关键词：银东直流；线路故障再启动；全压启动；降压启动一、概述2017年04月03日13:20:28，银东直流系统双极直流线路故障全压再启动两次成功，银东直流双极恢复至正常运行直流线路故障再启动前，银东直流系统双极大地回线方式运行，直流系统输送功率4000MW；双极直流线路故障全压启动一次未成功，全压再启动第二次后恢复正常二、现场检查1、直流线路故障测距情况现场检查直流线路故障测距装置显示，故障点距离银川东站855.5kM，距离胶东站477.5kM2、故障录波分析极Ⅰ、极Ⅱ直流线路二次全压再启动整个过程波形如图1所示通过波形可以看出整个再启动持续时间大约为760ms左右，第一次去游离时间为150ms左右，电流、电压均降至0。

再启动一次后极Ⅰ、极Ⅱ建立起660kV的直流电压，但电流和功率未建立起来，第一次再启动未成功随后开始第二次去游离过程，时间为200ms左右，电流和电压均降至0，第二次再启动后极Ⅰ、极Ⅱ功率、直流电压、电流均恢复正常图1直流故障录波器波形图在双极直流线路再启动过程中，第一次去游离的过程直流系统功率传输中断约250ms，此时交流滤波器未退出运行，这样就造成交流系统无功功率过剩，从而导致交流母线相电压基波有效值由故障前的203kV上升至225kV，第一次再启动过程中由于触发角大于正常运行值，换流无功消耗增大，交流电压下降至180kV，第一次再启动结束后电压又恢复至203kV第二次去游离的过程中直流系统功率中断约300ms，此时由于滤波器未退出运行，交流系统无功功率过剩，导致交流母线相电压有效值由203kV又上升至221kV，第二次再启动过程中由于触发角增大，换流无功消耗增大，交流电压又下降至194kV，第二次再启动结束后电压又恢复至203kV三、原因分析1、保护配置及策略直流线路故障再启动逻辑是为了在直流线路发生故障，故障消除后，通过重新解锁恢复功率输送查看直流极保护、极控软件，胶东站直流线路保护不起作用，但是极控直流线路故障再启动逻辑也执行。

2、本次故障再启动过程分析根据现场直流线路故障定位数据、录波波形（如下图2）以及银川东站事件记录等信息，分析本次故障过程为：（1）银东双极直流线路发生瞬时故障，银川东站监测到电压变化率du/dt以及电压跌落量及电流跌落量均达到定值后，行波保护正确动作，启动直流线路故障再启动逻辑，并且将“直流线路故障再启动”信号通过站间通信送至胶东站，胶东站也执行再启动逻辑图2重启过程关键开关量及模拟量波形图（2）银川东侧迅速将触发角由16度左右移至120度，而后缓慢移向160度，在去游离时间结束时刻已移至约145度，去游离结束后开始快速再启动，在此过程中极控处于定电流控制状态3）快速重启开始后约130ms内，极控系统由定电流控制切换至定电压控制，此时直流电压已缓慢上升至580kV左右，此时整流侧触发角也在缓慢减小，基本建立起660kV的电压，但直流电流和功率仍然为04）280ms结束后，为了避免出现电流突增对交流系统造成干扰，极控系统又由定电压控制切换至定电流控制，直流电流有一个缓慢上升过程，此时触发角又开始增大，开始第二次去游离过程5）银川东侧迅速将触发角由60度左右移至120度，而后缓慢移向160度，在去游离时间结束时刻已移至约156度，去游离结束后开始第二次快速启动，在此过程中极控处于定电流控制状态。

6）快速重启开始时约180ms内，极控系统由定电流控制切换至定电压控制，此时直流电压已缓慢上升至580kV左右，此时已重新建立起660kV的电压，直流电流约为3300A，双极直流功率约为4300MW7）650ms后，为了使电流的上升过程更为平滑，避免出现电流突增对交流系统造成干扰，整流侧极控系统又由定电压控制切换至定电流控制，同时VDCL动作结束，双极直流线路第二次故障再启动正常，双极直流恢复正常运行8）在上述过程中，VDCL一直处于高电平状态，这是因为胶东站监测到当电压低于限制值，VDCL动作低压限流（VDCL）的主要功能是在交直流系统故障时，随着直流电压的降低，控制系统减小直流电流；故障恢复后，随着直流电压的升高，极控系统逐渐的恢复直流电流3、本次故障再启动原因排查经巡线发现银东直流极Ⅱ线路#1742塔（河北邢台）小号侧第5间隔棒导线搭挂50米长的塑料布，判断为异物搭接导致双极线路发生直接短路故障，线路故障再启动后异物已带电摘除，不影响直流系统正常运行参考文献[1]赵军,曹森,刘涛,张爱玲.贵广直流输电工程直流线路故障重启动策略研究及优化[J].电力系统保护与控制,2010(23).[2]周红阳,刘映尚,余江,杨晋柏,黄河.直流输电系统再启动功能改进措施[J].电力系统自动化,2008(19).刘冬，男，1978年生，工程师。

主要从事高压直流换流站直流控制保护及综合自动化相关运维管理及技术研究工作  -全文完-。