牛征 張維寧 南東亮 張慶武 張弛

摘要：隨著特高壓直流系統(tǒng)輸電負(fù)荷的進(jìn)一步攀升，對(duì)直流系統(tǒng)可用率的要求也進(jìn)一步提高，對(duì)于一極運(yùn)行另一極檢修、單組濾波器檢修、單閥組檢修等工作條件下的安全隔離措施要求更加嚴(yán)格。現(xiàn)基于天山站PCS9550直流控保軟件，分析特高壓直流系統(tǒng)非正常運(yùn)行工況下在停運(yùn)極、停運(yùn)直流濾波器組上的注流加壓工作對(duì)在運(yùn)直流系統(tǒng)的影響，并提出隔離措施。另外，總結(jié)了交流設(shè)備檢修二次隔離措施及CT回路“先封后斷”和“先斷后封”操作的區(qū)別，可為后續(xù)檢修工作提供參考。

關(guān)鍵詞：特高壓直流系統(tǒng);交流系統(tǒng);設(shè)備檢修;二次隔離措施

0 ? ?引言

在我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)總體布局下，特高壓直流輸電系統(tǒng)將成為碳達(dá)峰、碳中和的中堅(jiān)力量，同時(shí)也是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)不可分割的重要組成部分，對(duì)推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)具有十分重要的意義。特高壓直流輸電設(shè)備電壓水平高、通流能力大、技術(shù)要求嚴(yán)，特別是換流站設(shè)備檢修難度大，隔離措施要求嚴(yán)格[1-2]。

目前，國(guó)內(nèi)已有多條特高壓直流投運(yùn)，其特點(diǎn)在于換流站內(nèi)有多組大組別濾波器并掛有多組小組別濾波器以及每極均采用兩個(gè)高低端閥組串聯(lián)運(yùn)行[3-4]。在直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，存在需要帶電檢修的實(shí)際需求以及一極運(yùn)行、一極調(diào)試檢修或同一極下的兩個(gè)閥組分別在運(yùn)行和檢修狀態(tài)的實(shí)際工況。因此，特高壓直流設(shè)備檢修二次隔離技術(shù)的規(guī)范操作直接關(guān)系到整個(gè)輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 ? ?單極檢修隔離措施

當(dāng)單極檢修另一極運(yùn)行時(shí)，如無(wú)須對(duì)直流場(chǎng)相關(guān)互感器加壓、注流，則無(wú)須特殊安措，僅將檢修極的兩個(gè)閥組檢修鑰匙可靠投入即可[5]。如需對(duì)檢修極直流場(chǎng)相關(guān)互感器加壓、注流，則需根據(jù)實(shí)際情況，核查軟件相關(guān)措施齊全，并增加相應(yīng)安全措施[6]。下面以天山站為例，對(duì)極保護(hù)主機(jī)PPR的對(duì)極模擬量取量及作用進(jìn)行具體分析。

1.1 ? ?對(duì)極極母線電壓UDL_OP

對(duì)極極母線電壓UDL_OP用于參與直流線路行波保護(hù)（LPTW）的采樣計(jì)算。直流線路行波保護(hù)原理為：當(dāng)直流線路發(fā)生故障時(shí)，相當(dāng)于在故障點(diǎn)疊加了一個(gè)反向電源，這個(gè)反向電源造成的影響以行波的方式向兩站傳播，保護(hù)通過(guò)檢測(cè)行波的特征來(lái)檢出線路故障。其行波表達(dá)式為：

a（t）=Zi（t）-u（t） ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：Z為阻抗;i（t）為反向電源電流;u（t）為反向電源電壓。

反向行波經(jīng)過(guò)差模與共模分解得到差模量和共模量，下標(biāo)分別為dif與com，行波保護(hù)會(huì)采集對(duì)極的極母線電壓UDL_OP及極母線電流IDL_OP，通過(guò)計(jì)算得到共模幅值和差模幅值，并通過(guò)電壓和電流的變化量判斷是否為本極線路故障。實(shí)踐中存在以下3種情況：（1）若不對(duì)檢修極UDL和IDL進(jìn)行加壓、注流操作，則對(duì)行波保護(hù)計(jì)算沒(méi)有影響;（2）若在注流和加壓的過(guò)程中運(yùn)行極發(fā)生線路故障，因檢修極UDL和IDL有變化，可能會(huì)影響行波保護(hù)正確動(dòng)作;（3）若在注流和加壓的過(guò)程中因參數(shù)設(shè)置或設(shè)備原因?qū)е录訅?、注流速率不?dāng)，同時(shí)又發(fā)生交流系統(tǒng)擾動(dòng)、對(duì)站換相失敗等導(dǎo)致直流電壓降低小于0.5 p.u.，行波保護(hù)可能會(huì)誤動(dòng)，導(dǎo)致直流線路再啟動(dòng)。所以檢修極的極母線直流分壓有加壓工作時(shí)，建議將直流分壓器接口柜中PMU至對(duì)極PMI的電壓端子連片挑開(kāi)，以確保運(yùn)行極安全。

1.2 ? ?對(duì)極中性母線接地極側(cè)電流IDNE_OP

對(duì)極的中性母線接地極側(cè)電流IDNE_OP參與雙極中性母線差動(dòng)保護(hù)（BNBDP）的保護(hù)動(dòng)作門(mén)檻值計(jì)算。在單極運(yùn)行時(shí)，通過(guò)極連接信號(hào)Px_CONNECTED信號(hào)選擇門(mén)將IDNE_OP_SW賦值為0。其中，參與極連接信號(hào)Px_CONNECTED信號(hào)狀態(tài)判斷的隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)通過(guò)RS觸發(fā)器進(jìn)行邏輯處理。

對(duì)極的中性母線接地極側(cè)電流IDNE_OP參與后備站接地過(guò)流后備保護(hù)（BUSGOCP）入地電流計(jì)算值IDGND_CAL的計(jì)算。后備站接地過(guò)流后備保護(hù)用于在系統(tǒng)通過(guò)站內(nèi)接地網(wǎng)接地時(shí)，防止過(guò)大的接地電流對(duì)站接地網(wǎng)造成破壞。

IDGND_CAL=|±IDNE-（±IDNE_OP）-IDME-IDEL1-IDEL2|（2）

式中：IDGND_CAL為入地電流計(jì)算值;IDNE為直流中性線電流;IDNE_OP為對(duì)極中性母線接地側(cè)電流;IDME為金屬回線電流;IDEL1為直流地極線首端電流;IDEL2為直流地極線末端電流。

由式（2）可計(jì)算出接地電流IDGND_CAL。單極運(yùn)行工況下，當(dāng)IDGND_CAL>150 A時(shí)，BUSGOCP保護(hù)邏輯延時(shí)1 s，展寬100 ms，后備站接地過(guò)流報(bào)警;當(dāng)IDGND_CAL>250 A時(shí)，且在剛轉(zhuǎn)為單極運(yùn)行狀態(tài)13 s內(nèi)無(wú)NBS故障重合失敗信號(hào)（NBSF），或一直處于單極運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，BUSGOCP保護(hù)邏輯延時(shí)2 s，此時(shí)在運(yùn)極進(jìn)行Y閉鎖操作。

1.3 ? ?對(duì)極直流濾波器Z1、Z2分支尾端電流

IZ1T2_FOP和IZ2T2_FOP參與直流濾波器失諧監(jiān)視保護(hù)（DCFDT）邏輯判斷。雙極平衡運(yùn)行工況下，當(dāng)其中一組直流濾波器的特征阻抗值發(fā)生細(xì)微的變化時(shí)，直流濾波器失諧監(jiān)視保護(hù)通過(guò)檢測(cè)兩極特征諧波的含量（小組尾端CT穿越電流中的12次諧波含量）來(lái)判斷其是否有故障，給出報(bào)警。邏輯判斷圖如圖1所示。

2 ? ?單組直流濾波器檢修隔離措施

運(yùn)行極的一組直流濾波器停運(yùn)檢修時(shí)，對(duì)該組直流濾波器內(nèi)與直流極保護(hù)相關(guān)的電流互感器進(jìn)行注流試驗(yàn)前，必須充分考慮注入的電流對(duì)其他直流保護(hù)的影響[7]，并采取一定的安全措施，避免直流極保護(hù)誤動(dòng)。