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特高压直流输电线路间电磁耦合对电压突变量保护影响的研究

北极星输配电网  来源:电力系统保护与控制  作者:郭宏光等  2015/9/24 11:40:32  我要投稿  

北极星输配电网讯:项目背景

高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点,目前我国已投运±500 kV、±660 kV以及±800 kV等电压等级直流输电线路20 余条,根据规划,以后再建设的直流输电工程主要为±800 kV或±1 100 kV。直流线路保护作为直流输电工程保护系统重要的组成部分,承担着快速检测并清除线路故障的重大任务,其表现的优劣直接影响到整个直流输电工程的运行性能。

目前国内外对直流线路保护的理论研究较多。然而相关理论并未在实际工程中得到应用,现有工程的线路保护一般采用ABB或SIEMENS方案,线路保护主要有行波保护、电压突变量保护、线路低电压保护和直流线路纵差保护组成,电压突变量保护是线路保护的主保护。

对高压直流输电线路间电磁耦合的研究主要集中在对同塔双回直流线路的相互影响或交流线路对直流线路影响等方面的问题,且主要通过PSCAD进行仿真研究,对特高压直流极间线路耦合和直流线路电磁耦合机理方面的研究还不够深入。

溪洛渡左岸-浙江金华±800 kV特高压直流输电工程(简称:宾金直流)西起四川省宜宾市宜宾换流站,东至浙江省金华市金华换流站,宜宾站常为整流站,金华站常为逆变站,直流线路长度约1  670 km,双极直流线路1回,2014年6月双极完全投运。宾金直流首次实现单回路800万kW满负荷和840万kW过负荷试运行,创造了超大容量直流输电的新纪录。

本文介绍了宾金直流7月31日线路保护动作情况,对动作原因进行了分析,指出直流线路极间电磁耦合产生的干扰是非故障极动作的原因。通过建立的特高压直流线路电磁耦合等效图,对线路电磁耦合的机理进行了公式推导及深入分析,提出了相关保护的优化措施,并进行了全面的RTDS仿真试验验证。目前,保护的优化策略已在宾金直流工程中应用,并对后续工作提出了建议。

现场保护动作情况及初步分析

2014年7月31日17点34分,宾金直流极1双阀组800 kV、极2单阀组(低端阀组)400 kV运行,双极直流功率6  000 MW,发生极1直流线路故障。宜宾站极1行波保护和电压突变量保护动作,金华站极1电压突变量保护动作。宜宾站极1直流线路再启动2次,重启成功。

极1直流线路故障后,金华站极2电压突变量保护动作,宾金直流极2低端阀组闭锁。

宾金直流在双极运行方式下采用两次原压重启动,同时在一极线路故障重启动时,闭锁另一极线路故障重启动功能,另一极如果发生线路故障立即闭锁。因此极2突变量保护动作后未经再启动而直接闭锁极2系统。

电压突变量保护逻辑图

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