宜都換流站直流線路再啟動邏輯改進(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動作事故，分析了線路故障再啟動的動作過程，指出了線路故障再啟動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；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，直流線路保護(hù)動作，啟動再啟動程序可以有效排除瞬時故障，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 直流線路再啟動功能基本設(shè)計(jì)原理及邏輯

直流線路再啟動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，相關(guān)線路保護(hù)動作，進(jìn)行再啟動嘗試功能，故障出現(xiàn)時立即將可控硅觸發(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)過較短的去游離時間之后，嘗試進(jìn)行再啟動。若故障消除，再啟動邏輯重新進(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，再啟動失敗，重新進(jìn)行移相、去游離，執(zhí)行再啟動失敗相應(yīng)的動作后果。

再啟動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)動作后都會起動再啟動邏輯。雙極運(yùn)行時，一個極的直流線路保護(hù)再起動可進(jìn)行3次。直流線路保護(hù)動作后，第一次經(jīng)去游離（150ms）后全壓啟動；如果直流線路保護(hù)又動作，則去游離（200ms）后全壓再啟動，同時切換控制系統(tǒng)；直流線路保護(hù)第三次動作，則去游離（200ms）后進(jìn)行降壓再啟動，要是再啟動還不成功則閉鎖極運(yùn)行。線路保護(hù)動作計(jì)數(shù)器將對保護(hù)動作次數(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。

直流線路再啟動邏輯是根據(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 再啟動邏輯的改進(jìn)及事例分析

表1　

從再啟動邏輯原理中我們可以得知，再啟動邏輯從第一次動作開始計(jì)數(shù)起至30s之內(nèi)，若達(dá)到設(shè)定的再啟動次數(shù)后將閉鎖相應(yīng)故障極；若在30s內(nèi)再啟動成功，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次數(shù)設(shè)置中，有一個50ms的延時返回，在每次再啟動邏輯動作去游離時間結(jié)束后還要延時50ms后才開始計(jì)一次數(shù)，若在一次再啟動去游離時間結(jié)束后小于50ms內(nèi)線路保護(hù)再次動作啟動再啟動時，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，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移相過程，就會出現(xiàn)在一個時間段多次再啟動直到躲過50ms的延時返回后才進(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)動作故障錄波，從錄波圖可以看到第一次全壓再啟動經(jīng)過一次移相去游離，計(jì)數(shù)一次；在第二次全壓再啟動過程中，在移相去游離后約42ms（小于50ms）時，突變量保護(hù)和行波保護(hù)再次動作，啟動再啟動開始移相去游離，而軟件邏輯中再啟動計(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50ms的延時返回，將使直流線路再啟動邏輯更加簡單直接，只有依工況執(zhí)行動作邏輯次數(shù)。可以有效避免了多次連續(xù)再啟動對線路設(shè)備的沖擊。

3 結(jié)論

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