直流输电系统的保护

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1、直流输电系统保护配置中国电力科学研究院系统所直流输电研究室王明新直流输电工程的保护系统一、  直流保护的配置原则和特点二、 直流保护的功能配置三、 直流保护工程实例一、 直流保护的配置原则和特点（一）配置原则（二）直流保护的特点（三）直流系统保护的动作策略(四)直流系统PT、CT（一）配置原则可靠性灵敏性选择性快速性可控性安全性可修性可靠性保护装置完全冗余或三取二配置，每套冗余配置的保护完全一样，有自己独立的硬件设备，包括专用电源、主机、输入、输出电路和直流保护全部功能软件，避免保护装置本身故障，引起主设备或系统停运。每个可以独立运行的换流系统（例如：极）的所有保护功能集中放置在本极

2、的保护装置中，采用集中冗余配置。双极部分的保护功能也应配置在每个极保护装置中，并有自己的测量回路。随着微机技术的发展，直流系统的一些主设备保护逐渐演变成在一定区域集中配置。灵敏性保护的配置应该能够检测到所有可能的，致使直流系统及设备处于危险情况的，以及对于系统运行来说不可以接受的故障和异常运行情况；直流保护采用分区重叠，没有遗漏，每一区域或设备至少采用相同原理的双主双备保护或不同原理的一主一备保护配置。选择性直流系统保护分区配置，每个区域或设备至少有一个选择性强的主保护，便于故障识别；可以根据需要退出和投入部分保护功能，而不影响系统安全运行；单极部分的故障引起保护动作，不应造成双极停运

3、；仅在站内直接接地双极运行方式时，某一极故障才必须停运双极，以避免较大的电流流过站接地网；任何区域或设备发生故障，直流保护系统中仅最先动作的保护功能作用；本极的关于极或双极部分的保护无权停运另外的极；保护尽量不依赖于两端换流站之间的通信，必须采取措施以避免一端换流器故障时引起另一端换流器的保护动作。快速性充分利用直流输电控制系统，以尽可能快的速度停运、隔离故障系统或设备，保证系统和设备安全；措施包括紧急移相、投旁通对、封锁触发脉冲、跳交、直流侧开关等。可控性通过控制系统控制故障电压、电流等运行参量的方法减轻各种故障对设备的危害程度。安全性保护应既不能拒动，也不能误动；为了保证设备和人身

4、的安全，在不能兼顾防止保护误动和拒动时，保护及跳闸回路的配置宁可误动也不拒动；跳闸回路应为独立的双跳闸线圈、双操作电源。可修性各种直流保护功能的参数便于修改；保护的配置应该考虑到装置试验和维护时不会影响到被保护的系统运行。（二）直流保护的特点1．微机化2．与直流控制系统的关系密切3.多重冗余配置1．微机化1）集成度高：可以将单独运行的换流系统内，所有能引起该系统停运的设备故障保护集中在一套保护系统中，有关高一级的极或双极的保护功能也都尽可能集中在这个基本的保护系统中。2）判断准确：便于输入信号处理、定量计算、判据设定、延时选择和冗余配置；因此，提高了保护动作的准确性和系统的可靠性，便于

5、故障分析处理。3）便于修改：各种功能可以通过软件功能和参数的修改进行修正，方便地投入或退出。4）经济性好：由于保护功能集中，可以节省保护硬件投资；通过软件修改，提高和完善保护功能，也节省了技改经费；同时系统可靠性提高也带来一定经济效益。2．与直流控制系统的关系密切由于直流系统的控制是通过改变换流器的触发角实现的；直流保护动作的主要措施也是通过触发角变化和闭锁触发脉冲完成的；直流系统的控制与保护功能关系密切；直流控制和保护的配合，既能快速抑制故障的发展，迅速切除故障，又能在故障消除后迅速恢复直流系统的正常运行。3.多重冗余配置直流系统的保护基本属于系统保护，它包括换流器、直流开关场、中性

6、母线、直流线路及交流开关场保护等不同保护区域的保护功能。直流输电系统为了防止直流保护装置本身的故障，造成运行可靠性降低，直流保护装置采用了冗余配置。直流保护的冗余用于提高保护装置本身的可靠性，最终达到提高整个系统可靠性的目的。三套硬件和电源独立的，功能完全相同的保护通道，输出采用“三选二”方式（即：两两之间先“与”，三个输出再“或”），可以避免任何一套保护装置本身故障造成的保护设备误动和拒动。（三）直流系统保护的动作策略1.告警和启动录波2.控制系统切换3.紧急移相4.投旁通对5.闭锁触发脉冲6.极隔离7.跳交流侧开关8.直流系统再起动(四)直流系统PT、CT1.两端换流站直流场设备测

7、点和测量装置配置2.两端换流站换流变3.交流滤波器测点和测量装置配置直流系统PT、CT类型1.直流电流零磁通CT，电流的采集是通过零磁通CT的一组二次线圈和位于直流测量盘的放大器共同完成的，最终形成0-2V直流电压输出。光CT，地电位将电源转换为光信号，通过光纤给高电位电路供电；电路将电流相关的电压转为数字信号，再变成光信号送到地电位。直流系统PT、CT类型2.直流电压采集采用电容式分压器原理，直接送入直流测量盘。直流输电系统直流场设备测点配置