國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司 吳 萍 黃瑤玲 韓情濤

本文介紹了某直流輸電系統(tǒng)直流線路故障重啟動(dòng)失敗后，逆變站收到整流站閉鎖信號(hào)執(zhí)行Z閉鎖邏輯，投入旁通對(duì)，導(dǎo)致?lián)Q流變閥側(cè)電壓跌落時(shí)間超過(guò)換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)跳閘出口延時(shí)，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作出口。本文對(duì)此保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，得出結(jié)論直流輸電系統(tǒng)直流線路故障閉鎖極時(shí)，為避免逆變站換流閥投入旁通對(duì)引起換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)動(dòng)作，應(yīng)該采用Y閉鎖。

1.異常情況概述

2017年11月4日20時(shí)，某直流輸電系統(tǒng)直流極2線路故

2.事件及錄波分析

2.1 線路故障重啟失敗分析

某直流輸電系統(tǒng)極1線路故障后行波保護(hù)動(dòng)作、突變量保護(hù)動(dòng)作，觸發(fā)線路重啟動(dòng)邏輯，經(jīng)兩次全壓、一次降壓重啟不成功，極閉鎖。線路重啟失敗波形如圖1所示。

雙極運(yùn)行且站間通訊正常時(shí)，某直流輸電系統(tǒng)直流線路重啟邏輯及定值如圖2所示。

結(jié)合故障錄波及事件分析，本次線路故障后直流線路經(jīng)兩次全壓、切換控制系統(tǒng)及一次降壓后不成功，極閉鎖，線障，經(jīng)兩次全壓重啟、一次降壓重啟不成功后極2閉鎖，閉鎖執(zhí)行過(guò)程中逆變站發(fā)生極2換流變閥側(cè)中性點(diǎn)偏移保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致?lián)Q流變進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，整流站極2發(fā)生接地極引線開(kāi)路保護(hù)動(dòng)作。故障前直流系統(tǒng)雙極1100MW運(yùn)行，故障后極1大地回線1100MW運(yùn)行。故障時(shí)序見(jiàn)表1。路重啟邏輯執(zhí)行正確。

表1 故障事件表

2.2 逆變站換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)動(dòng)作分析

逆變站換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)動(dòng)作分析原因如下：線路故障重啟動(dòng)失敗后，逆變站收到整流站閉鎖信號(hào)執(zhí)行極閉鎖邏輯，投入旁通對(duì)，導(dǎo)致?lián)Q流變閥側(cè)B相電壓跌落時(shí)間超過(guò)換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)跳閘出口延時(shí)，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作出口。

圖1 線路重啟失敗波形

圖2 線路重啟動(dòng)邏輯框圖

圖3 線路故障后，逆變站極2閉鎖過(guò)程中投旁通對(duì)，線路電流IDL上升

2.2.1 換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)邏輯及旁通對(duì)BPPO對(duì)TNSP的影響

逆變站中性點(diǎn)偏移保護(hù)的原理為在換流閥閉鎖的狀態(tài)下?lián)Q流變閥側(cè)三相電壓之和大于定值延時(shí)閉鎖，其邏輯如下描述：

TNSP_UVD_ZEROSEQ＞TNSP_TRIP_REF或TNSP_UVY_ZEROSEQ＞TNSP_TRIP_REF，且Deblock信號(hào)為0，延時(shí)20ms切系統(tǒng)，延時(shí)5S閉鎖對(duì)應(yīng)極，跳交流開(kāi)關(guān)。

TNSP_UVD_ZEROSEQ：Y/D換流變閥側(cè)三相電壓之和；

TNSP_UVY_ZEROSEQ：Y/Y換流變閥側(cè)三相電壓之和；

跳閘定值TNSP_TRIP_REF：210.4÷1.73205×0.5kV。

由圖3所示，逆變站20:38:50時(shí)刻Deblock信號(hào)為0，同時(shí)極2的Y橋與D橋分別投入閥3、閥6旁通對(duì)（CPRDCPRY=36、二進(jìn)制100100），均對(duì)應(yīng)換流變閥側(cè)B相，Y/Y換流變閥側(cè)與Y/D換流變閥側(cè)均通過(guò)接地極或者線路故障點(diǎn)接地，導(dǎo)致電壓跌落，如圖4所示。Y/Y換流變閥側(cè)三相零序電壓與Y/D換流變閥側(cè)三相零序電壓達(dá)到保護(hù)動(dòng)作定值，20:38:55，逆變站換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)到達(dá)出口延時(shí)，跳開(kāi)交流開(kāi)關(guān)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)跳閘定值相符。

2.2.2 逆變站旁通對(duì)投入后極2電流分析

整流站極2線路再啟動(dòng)失敗后執(zhí)行重啟動(dòng)邏輯跳閘，重啟動(dòng)邏輯跳閘的動(dòng)作后果為執(zhí)行Z閉鎖、執(zhí)行極隔離；當(dāng)時(shí)極1處于大地回線運(yùn)行方式，極1電流通過(guò)兩站接地極形成回路，如圖5回路1（紅色）所示。

圖4 投入旁通對(duì)后閥側(cè)電壓仿真波形，B相電壓跌落為0kV

當(dāng)極2執(zhí)行Z閉鎖，投入旁通對(duì)BPPO，如圖1所示，旁通對(duì)投入150ms后因封脈沖撤銷，此時(shí)整流站極2 IDL、IDNC依然保持1000A左右的電流，說(shuō)明整流站極2換流閥沒(méi)有關(guān)斷依然導(dǎo)通，該電流回路為極1電流經(jīng)由逆變站接地極、線路故障點(diǎn)、極2線路、整流站換流閥形成了通路，如圖圖5藍(lán)色回路2所示，該電流隨線路故障點(diǎn)阻抗變化逐漸變小。

200ms后，整流站閥電流（IDLIDNC）仍未過(guò)零，換流閥不能關(guān)斷一直保持導(dǎo)通，此時(shí)逆變站開(kāi)始執(zhí)行閉鎖邏輯投入旁通對(duì)，極1電流又經(jīng)逆變站極2換流閥、極2線路、整流站換流閥（BPPO后未關(guān)斷）形成通路，分流極1大地回線電流,該回路電流保持在150A左右（如圖3 中IDL所示），直至整流站執(zhí)行極隔離該回路才斷開(kāi)。

逆變站換流閥旁通對(duì)一直處于投入狀態(tài)，投入時(shí)間已經(jīng)超過(guò)換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)出口延時(shí)5s，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。

圖5 線路故障閉鎖后極2電流回路示意圖

3.結(jié)論

針對(duì)直流輸電系統(tǒng)直流線路故障閉鎖極時(shí)，為避免逆變站換流閥投入旁通對(duì)引起換流變中性點(diǎn)偏移保護(hù)動(dòng)作，應(yīng)該采用Y閉鎖，現(xiàn)場(chǎng)已按照此方案對(duì)直流控制保護(hù)軟件邏輯的修改和完善。