±500kV宜都換流站高壓直流保護系統可靠性分析

◎向權

±500kV宜都換流站高壓直流保護系統可靠性分析

◎向權

本文通過全面分析±500kV宜都換流站高壓直流保護系統相關配置，從可靠性的角度提出需要注意的情況，從合理性的角度提出值得探討的地方。

直流保護系統概況

宜都換流站的極控制保護主機是將控制功能和保護功能基本分開的。極控制主機（PCP MC1）軟件主要完成直流系統的控制功能以及少部分換流器保護功能，執行子系統的保護動作命令（例如水冷系統、ETCS、換流變保護等），執行極保護主機的保護動作命令。極控制主機A、B系統是冗余設計。

極保護主機（PCP MC2）軟件主要完成直流保護功能，極保護主機A、B系統是同時運行的，當直流保護動作時任何一臺保護主機都可以直接執行動作命令。這樣的設計與其他站是不同的，在其他站當直流保護動作時，極保護主機會先切換系統，如另一系統也有同樣的保護動作命令，則執行動作命令。

宜都換流站極保護系統防誤動的方法是在保護軟件中增加了保護取量（電流，電壓值）的OK信號，只有保護用的測量值正確且有動作命令時，直流保護才能出口；當直流保護的測量值出現異常時，保護取量（電流，電壓值）的OK信號會閉鎖相關直流保護。

直流保護的測量量是由現場I/O（電流、電壓采集板）采集，經模擬量處理板轉換后，送至保護主機內。模擬量處理板內軟件會對采集的電流、電壓值進行判斷，并生成測量值的OK信號上送極保護主機，參與保護軟件的邏輯判斷。

直流保護中電流、電壓量測量及防誤

直流保護所取測量值的監視根據CT、PT不同類型有以下幾種OK信號的判斷方法：

交流側電壓、電流測量及防誤。交流側電壓、電流測量主要是指直流保護中用到的交流系統側的取量，由于宜都換流站換流變保護采用兩套獨立的保護裝置（RCS977），所以直流保護內用到的交流側電壓、電流量只有換流變PT（UVY、UVD）及閥側套管上的CT （IVY、IVD）。

交流電流（IVY、IVD）測量及防誤：PS845板卡采集IVY的三相電流和零序電流后，送入PS860板，PS860軟件計算時用三相電流計算一個零序與采集的實際零序值比較后得到OK信號。

交流電壓（UVY）及防誤：通過相應換流變前面的PT小開關輔助接點作為OK信號，交流電壓僅用于電壓過應力保護。

直流側電壓、電流測量及防誤：在直流場有零磁通直流CT、直流PT、直流光CT、交流CT（ICN、IAN）；直流濾波器組內使用的有交流光CT，交流CT。

直流電壓（UDN、UDL） 測量及防誤：A、 B系統連接UDN（UDL）的同一個繞組，通過PS844板分壓再送入幾塊PS862A板。用于保護的UDN（UDL）通過PS862板上兩個通道采集同一個電壓，送入PS860板內，在軟件中進行比較計算后產生OK信號。如果板卡的一個通道采集錯誤，保護不會誤動。2）零磁通直流CT （IDNC、IDNE、IDEL1、IDEL2、IDGND、IDME）測量及防誤

首先CT的二次量送入直流放大器轉換為電壓量，同時直流放大器自身產生IDNC_OK1信號。一塊PS862A板上的兩個通道采集同一個電流測量信號，送入PS860板，在軟件中對兩個信號比較后產生IDNC_OK2信號；PS860板內軟件對兩個OK信號（IDNC_OK1和IDNC_OK2）相與后得到IDNC_OK的信號，用于保護開放與閉鎖。

直流場普通交流CT測量與防誤：通過PS8621XP板兩個通道采集同一個電流信號，送入PS860板內進行比較產生OK信號來開放和閉鎖相關的直流保護。

直流場光CT測量與防誤。光CT的測量通過光纖傳輸，不能對采集通道進行并接，所以光CT無法采取以上的一些防誤措施。光CT的防誤主要靠誤碼率，當運行的過程中出現誤碼率才會閉鎖相關的直流保護。同時靠監控系統，比如光纖斷了、自動檢測到了光接口板故障了會將主機退出運行。在2007年幾次光CT測量錯誤時，沒有出現誤碼率，監控系統也沒有檢測出故障，所以宜都換流站直流保護不切換系統設計中，光CT的測量防誤措施存在缺陷，最容易導致直流保護誤動。

宜都換流站直流保護設計的思路是直流保護不切換系統，設計時考慮主要是防止直流保護拒動。在直流保護中電流、電壓量測量都采取了一些防誤措施，這些防誤措施在控制保護系統測量板卡故障時可以避免保護誤動，但是如果直流場直流測量設備本身出現問題，也可能會導致保護動作。

目前，宜都換流站直流光CT的測量防誤主要靠檢測光CT誤碼率，這種防誤措施最不完善，需要組織專家進行探討。

建議。目前，宜都換流站的直流光CT測量出錯是比較容易引起保護誤動的，且防止測量出錯導致保護誤動的措施不完善，建議進行研究，對直流光CT采取更好的防止測量出錯導致保護誤動的措施。

（作者單位：國網湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運檢中心）