直流控保系统闭锁方式研究

直流控保系统闭锁方式研究

帅能

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摘要：文章主要是对控制保护系统展开了分析，在此基础上通过搭建RTDA进行仿真实验，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：SIMADYND控制保护系统；闭锁时序；仿真分析

1、前言

闭锁是能够有效确保到直流控制保护系统快速切除直流系统故障的重要手段，其能够有效保障到直流换流站流阀等一次性设备的安全稳定运行，在直流输电系统运行的过程中应当要确保到单双极闭锁事件的发生。

2、控制保护系统

控制和保护系统是一种不同类型的故障类型，使用各种手段可靠，快速地卸下电源故障，并确保转换器阀的安全操作。一旦触发脉冲被淘汰并且电流被切断，阀座将自动关闭。锁的主要目的是取消触发脉冲并使变换阀关闭。660kV银东直流工程采用Simadynd控制保护系统，主要由操作控制系统、控制系统、保护系统和测控系统组成。通过建立RTDS实时仿真系统，对Simadynd控制保护系统的闭锁时间进行了详细的描述和分析，并对整流侧和逆变器侧的电抗器停堆仿真试验进行了详细的分析。

3、特高压直流系统主设备接线及运行

3.1、特高压直流系统主设备

UHVDC传输系统的主设备类似于HVDC传输系统的主设备。直流流场区域主要包括直流流动通道，隔离刀，直流滤波器，直流总线，线路波浪抗体，直流PT和CT，主要包括转换器，转换器变压器和相应的侧断路器，切割器等设备。交流电源领域主要包括交流滤波器，交流开关场等，阀门冷却系统，控制和保护系统，测量系统等。在HVDC系统中，每个逆变器都是单极单阀组，以及HVDC系统中的每个转换器是一个单极双阀门组。特高压换流站的外绝缘装置、穿墙套管等设备的外绝缘材料能耐受800kV电压等级，每个换流器（阀组）特高压直流单极均设有旁路断路器和旁路隔离，用于切换各阀组，特高压直流输电系统中的直流开关大多设有振荡电路，逆变站的直流开关不设振荡电路，特高压直流输电系统能够有效增加了相应阀组的控制和保护装置。UHVDC转换站中的每个杆在操作中有12个转换器变压器。到阀侧绕组的不同连接模式，高端转换器变压器具有800 kV和600 kV阀侧电位，以及低端转换器变压器由于每个杆的阀侧绕组的不同连接模式，具有400 kV和200kV的阀侧电位。本结构是单相双绕组转换器变压器，格栅侧的中性点直接接地和UHVDC传动系统的开关站，每个杆和阀门组都配备了相应的旁路断路器，刀开关，阴极刀开关和阳极。相应的阀门组的操作模式由该方法确定旁路断路器和这些刀开关。转换器站的每个阀门组彼此独立。两个阀组在序列控制操作中彼此没有影响，例如解锁。断路器和刀具开关操作用于接地，关机，待机和阀门组的锁定。通过这种连接配置，UHVDC传输系统可以按照不同的操作条件采用不同的操作模式，这对提高UHVDC传输系统的灵活性和可用性会有着直接的影响。高压直流换流站采用两阀组串联。一次系统的独特连接和阀组的高可靠性要求连接到母线区域。主要原因是直流控制保护系统和传统的高压直流控制保护系统，高压直流换流站为特高压，低端2阀组，总压为双极四阀组，而直流控制保护系统主要是常规直流控制系统。直流换流站有高、低两个阀组。在双极运行条件下，共有四个总压阀组，正两个阀组的电压分别为0-400kv和400-800kv。按照电力传输的不同方向，DC传输系统具有电力前进传输和功率反向操作的模式。在操作期间，可以通过控制系统的操作容易地实现两种模式之间的切换，并且可以颠倒趋势以使其正常运行。当按照经济原理调整电力传输量表和方向时，可以在AC系统的一端和AC系统的另一端在通信系统上采取有效措施。此外，UHVDC传输系统可以基于线区域的实际操作条件或气候条件选择额定电压或降压操作模式。当直流线遇到更严重的操作条件，例如冰，大雨，降雨或降雨或在DC线路表面上的重污染，UHVDC在额定电压下运行，当HVDC系统用于无功功率控制时，主设备的故障率很高。当它增加转换器阀的触发角度改善时直流系统的无功功耗。

3.2、双阀组串联接线方式运行特点

在特高压直流输电工程中，每一个极性故障都会造成两个保护闭锁，一个是全棒牵连，另一个只是阻塞故障单元，完美的换流器单元将继续运行，另外，两个12脉冲换流器将导致两个串联换流器单元在极性故障时退出，12脉波转换器的接地故障和两个12脉波转换器连接器的接地故障也将导致整个停机。每个极性双12脉冲转换器串联操作。当它离开极操作或保护锁定出口时，两个阀门的锁定定时与单个阀组件模式的锁定定时基本相同。在单位故障类型的单个变电站中，两个转矩转换器单元的故障在不同的时间出口，主要包括阀门短路，过电流，旁路过载，旁路断路器无法打开，等等短时间损失脉冲等在上面的故障中，只有故障转换器单元出口，而其他健康的单位可以继续操作，但是如果脉冲丢失很长时间，则可能导致谐波保护动作，这可能需要整极。

4、控制保护仿真分析

4.1、正常闭锁

正常阻塞是指操作员的正常关闭序列。当DC系统的整流侧和逆变器侧不切换一对时，当电流小时触发角相移动。当系统停止时，系统按顺序将以下过程从解锁状态执行到热备用磁盘。当实际的直流电流下降15%时，整流侧开始移动。首先，触发角度移动到120，在DC电流小于5%之后，延迟为50ms，触发角度移动到160°。当DC电流小于3%时，延迟为100ms，直流电流控制出口，触发脉冲被锁定，并停止了收敛阀的发射脉冲，当直流电流小于3%时，触发角设置为160°，控制器退出，触发脉冲关闭锁定，停止聚变阀发送脉冲。

4.2、紧急闭锁

前者是整流侧的强制移相，当电流小时，将触发角移动到最大值，而逆变器侧将触发角移动到最大值而不打开旁路对;当DC电压低于0.1Pu时，继续切换旁路对。当DC电压小于0.1Pu时，触发角度移动到最大值。在接收到紧急停止信号之后，整流侧立即将触发脉冲移动到120.当DC电流延迟小于3%时，DC电流控制在10ms之后退出。当触发角设置为160°时，触发脉冲锁定并停止向转换器阀发送脉冲。直流电流控制出口，触发角设置为160°，应停止向换流阀发送脉冲，但由于试验时使用RTD，换流器交流开关没有跳变，控制系统保持脉冲，控制系统保持控制系统脉冲整流侧同时收到急停信号，经过互联网通信延时后，逆变侧收到闭锁指令执行闭锁指令：当直流电流小于3%时，延时500ms，触发器为500ms，角度设置为160°，当控制器退出时，触发脉冲锁停止向转换阀发送脉冲。在接收到紧急关闭信号之后，当DC电压小于10%时，延迟的3ms通过旁路对放置，并且继续旁路1s（如果在电压小于10%之前，紧急关闭信号消失）是从紧急关闭信号的延续），并且在DC电流小于3%之后，延迟为500毫秒，触发角设置为大于130°，控制器退出，触发脉冲关闭锁定，停止融合阀传输脉冲。当接收到紧急停止信号时，将锁定请求发送到整流器侧。在站之间的通信延迟之后，在整流器侧接收到阻塞命令之后执行阻塞序列。在接收到阻塞请求之后，触发角度被强制为120°，如果DC电流小于5%，则接触角在50ms延迟后将移动到160°。同时，在直流电流小于3%时延迟为100ms，直流电流控制出口，触发脉冲锁定停止向转换阀发送脉冲。

4.3、无站间通信闭锁

当站间失联时，两站人员需配合闭锁指令，闭锁指令首先在整流侧传输，然后逆变侧再次发出闭锁指令，直流系统闭锁过程与正常静止通信情况相同，在流侧发生紧急停车后，执行紧急停车顺序，延时500ms后，逆变侧检测到直流电流小于5%，逆变侧执行闭锁顺序，当逆变侧急停时，逆变侧执行急停顺序，整流侧直流保护检测到直流电压低，延时2秒后，向极控发送闭锁命令，执行闭锁顺序。

5、结束语

由上可知，当前我国电网公司特高压电网的建设和不断发展，如何有效确保到直流换流站的稳定运行变得十分重要，有关人员应当增强到其的研究和重视，才能够有效确保到其的正常运行。

参考文献

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