宜都換流站直流線路再啟動邏輯改進及事例分析

鐘 源國網湖北省電力公司檢修公司直流運檢中心，湖北宜昌 443000

宜都換流站直流線路再啟動邏輯改進及事例分析

鐘 源
國網湖北省電力公司檢修公司直流運檢中心，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用，主要針對宜華直流輸電工程中多次出現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措施，對現場運行具有一定的指導意義。

直流輸電系統；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展，目前已有三廣、三常、三滬等多個直流輸電工程投運。由于直流輸電線路距離長，跨越地區情況復雜，屬于較易出現線路故障的設備。在直流線路發生閃絡故障時，直流線路保護動作，啟動再啟動程序可以有效排除瞬時故障，使直流系統恢復正常運行，減少直流停運次數，因此直流線路再啟動功能是直流系統非常重要的一環，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計原理及邏輯

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正常運行。區別在于交流線路是通過開關切斷故障電流而直流是通過可控硅。在直流線路出現故障時，相關線路保護動作，進行再啟動嘗試功能，故障出現時立即將可控硅觸發角增大到90°以上，使整流器進入逆變運行，促使直流線路快速放電，直流電流很快降到零，經過較短的去游離時間之后，嘗試進行再啟動。若故障消除，再啟動邏輯重新進建立直流電壓，恢復功率輸送。若電壓不能建立，說明故障依然存在，再啟動失敗，重新進行移相、去游離，執行再啟動失敗相應的動作后果。

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動作后都會起動再啟動邏輯。雙極運行時，一個極的直流線路保護再起動可進行3次。直流線路保護動作后，第一次經去游離（150ms）后全壓啟動；如果直流線路保護又動作，則去游離（200ms）后全壓再啟動，同時切換控制系統；直流線路保護第三次動作，則去游離（200ms）后進行降壓再啟動，要是再啟動還不成功則閉鎖極運行。線路保護動作計數器將對保護動作次數進行累加，30s后清零，意味著在30s內直流系統可進行2次全壓，1次降壓的再啟動。

直流線路再啟動邏輯是根據系統要求預先設定好的，在直流系統控制保護主機中由軟件頁設置，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、降壓狀態，雙極、單極以及通信故障這幾種運行工況。

2 再啟動邏輯的改進及事例分析

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數起至30s之內，若達到設定的再啟動次數后將閉鎖相應故障極；若在30s內再啟動成功，則重新開始計數。

從軟件頁中我們可以看到，早期的直流線路再啟動次數設置中，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束后還要延時50ms后才開始計一次數，若在一次再啟動去游離時間結束后小于50ms內線路保護再次動作啟動再啟動時，只計數一次。這就存在當移相完成后不到50ms再次發生故障時，計數器不再進行新的計數，而重新開始一次再啟動移相過程，就會出現在一個時間段多次再啟動直到躲過50ms的延時返回后才進行計數，見圖1。

圖2為宜都站2007年7月極II直流直流線路保護動作故障錄波，從錄波圖可以看到第一次全壓再啟動經過一次移相去游離，計數一次；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，突變量保護和行波保護再次動作，啟動再啟動開始移相去游離，而軟件邏輯中再啟動計數器一直沒有進行新的一次計數，這樣的情況連續兩次，所以導致第二次全壓再啟動有三次移相去游離，才進行一次計數。這種情況，相當于第二次全壓再啟動實際上是執行了3次，計數器沒有進行累計計數。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，不符合設計的初衷，首要還是要保護一次設備安全。

經過修改刪除這個50ms的延時返回，將使直流線路再啟動邏輯更加簡單直接，只有依工況執行動作邏輯次數。可以有效避免了多次連續再啟動對線路設備的沖擊。

3 結論

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的多次全壓啟動。故障電流對設備沖擊很大，容易引起站內設備損壞，多次全壓啟動同樣會破壞線路故障點的絕緣，引發事故擴大。因此刪除信號保持延時之后的動作邏輯更符合保護設計要求，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備。

TM7

A

1674-6708（2016）170-0168-02

鐘源，國網湖北省電力公司檢修公司直流運檢中心。