溪洛渡直流工程同塔双回线路极间故障保护动作情况分析

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1、溪洛渡直流工程同塔双回线路极间故障保护动作情况分析摘要：溪洛渡送电广东直流输电工程是“十二五”期间南方电网的重点工程，输送容量为6400MW,是国内首个双回直流线路同塔架设、双回换流站共址建设的工程。由于溪洛渡工程直流线路同塔双回架设，其在运行工况上与以往单回直流工程有许多不同，易发生同极性线路故障、异极性线路故障，文章分析了造成这类故障的原因、故障时线路保护的动作情况、保护动作后果线路重启功能。提出双极直流同时故障时，允许双极直流同时重启的观点。关键词：直流输电；同塔双回；直流保护；线路故障；重启1概述溪洛渡直流工程是“十二五”期间南方电网西电东送的重点工程，是世界首个双回线路同塔架设、双

2、回换流站共址建设工程。工程送端为位于云南省昭通市盐津县牛寨乡的昭通换流站，受端为位于广东省从化市的从化换流站，输送容量为6400MW,电压等级为±500kV,直流输电线路全长1240余公里。工程计划于2013年10月I回极2单极投运，2014隹10月双回四极投运［1］。由于溪洛渡工程直流线路同塔双回架设，其在运行工况上与以往单回直流有许多不同，文章针对溪洛渡工程直流线路同塔双回架设的特殊性，对常见的同极性线路故障、异极性线路故障的故障原因、故障时直流保护中线路保护的保护动作情况、保护动作后果线路重启功能进行了分析。并提出双极直流同时故障时，允许双极直流同时重启的观点。2同塔双回线路极间故障2

3、.1溪洛渡直流工程直流线路布置图1为溪洛渡工程同塔双回线路钢塔布置的截面图。图中“1+”为I回极1,“1-”I回极2,“2+”为II回极1,“2-”II回极2。由于直流线路距离长，为同塔双回架设，当发生山火、冰灾、大风、异物悬挂时，可能导致直流线路间发生放电现象。2.2直流线路故障原因同塔双回直流线路极间距离示意如图2所示，其屮L1为I回极1、极2之间的距离，L2为I回极1与II回极2之间的距离，L3为I回极1与II冋极1之间的距离。在运行屮，由于发生线路结冰、线路附近发生山火、大风、异物挂在导线上等故障情况时，导致直流线路间放电的情况［2］。以I回极1为例,常见的故障有：(1)山火、结冰等

4、灾害造成L1减小，导致I回极1、极2间发生放电现熟(2)大风天气，造成L2减小，使I回极1、II回极2间发生放电现象；(3)当线路存在异物等障碍，造成L3减小，使I回极1、II回极1间发生放电现象。2.3直流保护配置溪洛渡工程昭通换流站直流保护采用了改进后的完全双重化配置，分为A、B两套保护系统。改进后的完全双重化保护装置，在每一套直流保护装置中都采用了独立的两个运算单元，并且每一个运算单元具有独立的测量回路。只有当每一套保护中的两个运算单元都动作时，该套保护才会动作出口。只要两套保护中的任意一套保护动作，则直流保护动作出口⑶。溪洛渡工程昭通站侧，直流线路保护配置了行波保护、电压突变量保护、

5、低电压保护、纵联差动保护、横差保护、交直流碰线检测等保护。昭通换流站直流线路保护配置及保护出口方式如图3所示。2.4直流线路保护重启动逻辑当线路发生极间放电后，直流线路保护中行波保护、电压突变量保护、低电压保护、纵联差动、横差保护可能动作，出口方式为由极控系统发线路重启动功能。极控系统收到线路重启动功能后，将触发角移相至164。，将直流电压、电流降低为零。经过一定的去线路去游离时间后，触发角恢复至15。±2.5°,重新建立故障前的电压、电流，恢复正常运行。若线路发生瞬时性故障时，线路重启后恢复正常运行，若线路发生永久性故障,重启失败，则极控系统再进行一次全压重启动。如果经过整定后的全压重启动

6、后仍未恢复正常运行，则按照整定值进行降压重启动。若降压重启失败后，则极闭锁。全压重启与降压重启的次数根据运行情况可以整定。溪洛渡工程在调试阶段釆用的是全压重启三次，降压重启两次。溪洛渡工程双回直流共四个极，直流线路较多，出现线路故障的几率较单回线路大一些。为避免单极直流线路故障后重启期间或者重启不久以后，其他极又出现线路故障并重新启动，对交流系统产牛持续过大的冲击,影响其他正常极的稳定运行，根据溪洛渡工程将长期处于孤岛运行方式的要求，对各极的线路故障重启功能作如下限制：（1）一极直流紧急停运后者线路故障重启失败后，10s内，本回另外一极和另一回的两极均禁止重启功能。（2）任一极重启期间，禁止

7、本回另外一极和另一回的两极的直流线路故障重启功能。（3）任一极重启成功以后，10s内，禁止本回另外一极和另一回的两极的直流线路故障重启功能［4］。3直流线路发牛极间短路故障时保护动作情况分析3.1直流线路极间故障时保护动作情况（1）山火、结冰等灾害造成I回极1、极2间距离L1减小，导致I回极1、极2间发生放电现象。当异极性线路之间发生放电故障时，故障两极线路保护的电流、电压量会发生变化，使得直流线路保护的行波