±500kV常规直流换流站运行方式分析及对策

±500kV常规直流换流站运行方式分析及对策

单丽琦,梁维志

国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古超特高压分公司    内蒙古海拉尔    021000

摘要：与传统的交流高压远距离输电相比，高压直流输电具有明显的优势，是未来国内电网发展的重要方向。其中，换流站是指在高压直流输电系统中，将直流电(或交流电)转换成交流电(或直流电)，满足电力系统对电能质量、安全性和稳定性要求的目的。目前，我国已建成多座换流站，其中常用的是500kV常规DC换流站。在传输功率相同的情况下，线路有功功率损耗低，适合海底传输，系统稳定性好，运行可靠。摘要：文章探讨了500kV常规DC换流站的运行模式和应对措施，希望能为今后的电网建设提供一些参考。

关键词：500KV常规DC换流站；操作模式；反措施

引言

与传统的交流高压远距离输电相比，高压直流输电具有更多的优势，并且随着高压直流输电技术的不断进步和发展，高压直流输电已经成为我国未来电力系统的主要发展趋势。其中，换流站是指在高压直流输电系统中设置的将直流电(或交流电)转换为交流电(或直流电)并满足电力系统对电能质量、安全性和稳定性要求的站点。目前，我国已经建成了许多换流站。500kV常规DC换流站作为一种普通换流站，具有线路成本低、有功功率损耗低、适合水下传输、系统稳定性好、相同传输功率下运行可靠等明显优势。摘要：文章分析了500kV常规DC换流站的运行模式及对策，以期为电力系统建设提供参考。

1变流器站

换流站主要由交流滤波器、换流变压器、避雷器、换流阀、DC滤波器、控制和调节系统、DC滤波器、保护系统和平波电抗器组成。换流站的核心是换流装置，主要包括换流阀和换流变压器。换流站保护系统和调节系统具有以下功能：掌握潮流趋势，减少DC、DC干扰、DC功率，监视换流站各种参数，调节潮流和其他电气参数，保护换流站设备，处理和预防换流阀异常运行等。控制系统的可靠性和性能直接关系到整个电网的正常运行，因此其保护和调节系统都是其智能化的组成部分。

2 500kV  DC输电系统运行方式简介

根据线路的不同，500kV  DC输电线路可分为双极线路、单极接地线路和单极金属线路。

2.1双最大循环

500kV  DC输电系统正常运行时，采用双最大回线，接地极的工作电流非常小，且极其对称。实际运行中，接地电流约为15A如果双极运行不对称，则接地电流为双极电流之差。

2.2单极接地回路

单极大地回路是海底DC电缆传输系统采用的一种方式。它由DC电极线和地线组成。它只能采取接地回路的形式，流经的地线是线。正常情况下，双极DC系统处于双极环路模式，一旦一极失效，系统将返回单极状态。

2.3单极金属环

单极金属环是一种常见的单极工作方式。当一极停运或接地故障时，可选择单极金属回路。要求无故障极两端的换流站设备和DC输电线路必须完整，故障极DC输电电极的线路能满足金属回流线的绝缘等级要求；对换流站和两端故障极采取有效隔离措施后，方可进行检修。

3 500KV常规DC换流站运行模式及对策

3.1双极运行模式

3.1.1双极运行期间单极的非计划停运

例如，在双极全电压3000MW  DC系统平衡运行过程中，如果单极DC系统发生非计划停运，就会发生极地 DC系统紧急停运，以保证极地 DC系统长时间1.1倍的过负荷运行。主控站换流站应将DC系统电源降至1500MW以下并改变工作方式，或立即向调度站申请继续降低操作极功率，避免操作极换流变压器中性点流经接地网部分DC电流分量，使其工作极换流器磁饱和，从而使换流变压器磁饱和保护跳闸。

3.1.2顺序控制操作

如金属接地、DC场接地、电极隔离、DC场接地、电极连接、金属接地等。都是500KV  DC输电系统的顺序控制操作。如果顺序控制操作不当，或手动辅助操作顺序不正确，可能会导致操作杆DC锁定。因此，运行时应注意以下几点：一极正常运行，另一极维护或运行，应充分考虑其对双极公共区域设备可能产生的影响。如果需要改变，需要综合分析，采取单一步骤。只有在生产主管批准后，才能释放软件联锁，不允许使用非正常方法。其次，在手动控制或DC保护切换时，如果控制停止，必须认真分析故障原因，不得擅自改变DC场的接线方式，以免造成运行极DC闭锁。

3.2OLT测试

500KV  DC输电系统的OLT试验也叫极地开路试验，分为有线路的极地开路试验和无线路的极地开路试验。在OLT试验中，可以通过手动向DC侧施加DC电压来检测长期停运后DC侧的绝缘。DC线故障或检修后，正式恢复供电前，任何一条DC线都要用条形电杆做开路试验；DC输电系统的控制系统或DC一次设备(如平波电抗器、极母线、阀厅内设备)二次故障或检修后，正式送电前，应对相关换流站的故障或检修极进行无线极开路试验。在OLT试验中，需要考虑以下问题：第一，在OLT试验中，如果OLT试验的另一端采用金属回路，会导致OLT试验的极母线差动保护。其次，OLT试验必须采用单个接地环运行方式，而极函数则采用单独控制运行。

3.3交流滤波器切换操作

切换交流滤波器时，应充分考虑无功控制对DC系统传输功能的影响，避免因交流滤波器跳闸切回造成无功不足，造成DC闭锁或功率下降。其次，禁止在系统运行模式和功率升降时手动抛出滤波器。第三，如果没有备用交流滤波器，可以使用并联电容器作为交流滤波器，但必须满足一定数量的最小滤波器组。如果不能满足滤波器组最小数量的要求，滤波器的功耗将会降低。第四，当交流滤波器母线未充电时，不要操作相关的交流滤波器组开关。

3.4系统满负荷运行分析

DC系统满负荷运行时，电流达到3,000 A，当换相回到正常工作状态时，应立即停止短引线的充电保护，否则对应TA的测量将大于1,000 A，导致短引线的充电保护动作，并闭锁对应的DC系统。如2004年4月27日，国家电网某厂站接到调度台，要求投入5081、5082开关间的短引线保护。5081断电的时候，除了相应的线路，其他设备都没有问题。其中，保护动作的原因是线路满负荷运行时，线路瞬时电流达到1120A，超过了保护动作的数值，从而发生保护动作。

4 DC系统满负荷运行分析

当DC系统满负荷运行，其电流为3000A，换相变为正常运行时，短引线充电保护应退出，否则对应的TA测量值将超过1000A，导致短引线充电保护动作，对应的DC系统闭锁。例如，2004年4月27日，某站接到中国国家调度下达的“投入5081，保护5082开关间短引线”指令。指令执行后，5081和5082开关之间的两组短引线起保护作用。5081开关跳闸后，除相应线路停运外，其他设备未出现异常。其中，保护动作的主要原因是DC系统满负荷运行时，该线路瞬时电流增大到1120A，超过了保护动作值，于是保护动作。

结语

本文对500kV常规DC换流站的运行特点、隐患和风险进行了分析，并根据运行经验寻求相应的解决方案。如果换流站运行维护人员在日常倒闸操作中遇到上述类似情况，可以按照相应的操作规程采取相应的处理措施，避免类似事故的再次发生，充分保证换流站的运行安全。从500kV常规DC换流站的运行工况特点、隐患和危险因素入手，结合实际工作实践，探讨了相应的措施。在换流站日常倒闸操作中，如遇上述情况，应按照相关操作规程进行处理，以避免

参考文献

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