高压直流输电系统接地极断线保护原理及隐患分析

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1、2013年第3期高压直流输电系统接地极断线保护原理及隐患分析朱皆悦，屠云良(上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：在高压直流输电系统中，换流站中性母线区域作为两极的公共部分，涉及到众多直流保护功能且逻辑复杂，这些保护导致的动作后果又往往会影响另一极的运行，接地极断线保护就是其中一个典型。本文主要介绍了接地极断线保护的目的、原理及保护动作等相关内容，着重对阀厅中性线直流分压器故障引起的接地极断线保护误动可能导致的双极系统强迫停运进行了分析，并针对该隐患提出了解决方法。关键字：关键词：阀厅中性线直流分压器；闭锁中图分类号：TM862+．3文献标识码：B0引言设备在接地极引线开路的情况下免

2、受过电压，该保护与中性母线避雷器残压相配合，与中性母线在高压输电系统的直流保护配置中，双极公设备耐压水平相匹配。当发生接地极断线故障，共区域和极中性线区域的部分设备和保护配置站内中性母线会因失去参考点位而升高，中性母一直是被关注的重点，因为这些区域的设备故障线电流降低，此时通过判断UDN(中性母线电压)通常不仅会引起故障极的保护动作，在特定条件和IDNE(中性直流母线开关电流)是否超过定值下，还会导致非故障极的保护误动最终引起双极来触发保护动作121。闭锁。而在换流站防止单、双极强迫停运的隐患其保护原理为：排查中，重中之重是防止因单一元件故障导致的1)长时间中性母线过电压是接地极引线开双极强迫

3、停运的情况发生。将要分析的华新换流路保护的判据。站阀厅中性线直流分压器故障可能会引起双极2)如果保护检测到中性母线电压过高时，保闭锁的隐患，就是其中的一个典型，将从接地极护将发出闭合NBGS(站内接地开关)指令使中性断线保护原理、直流分压器故障可能引起的闭锁母线电压下降。隐患的分析及该隐患的解决方法三个方面来论3)如果在中性母线电压过高的同时，流经中述。性母线的电流过小，这表明接地极引线开路，电流从靠近换流器的避雷器流过。1接地极断线保护原理4)该保护动作为单系统直接出口，不切换系统[31。华新换流站阀厅中性线上采用了动作逻辑简图：SCHNEWNDT公司的HVR—OO型直流分压器，1)逻辑一：

4、UDN>10kV时，延时60s合其测量范围是士90kVt”，该直流分压器为接地极NBGS，若故障未消除则延时90s跳闸。断线保护提供中性母线电压采集量。由于该直流分压器安装在阀厅内部，检修维护十分不便，因L_=f一此在日常运维中运维人员对它的关注有所欠缺，对该直流分压器故障可能引起的严重后果也估一卜～⋯一计不足。一=_]直流接地极断线保护目的是保护中性母线一148-2013年第3期上海电力(、唑；竖、)I扳嘲§摄侏妒·I一十E托箍幼护，Ir释【躐瞎浊It'器护_IIlr【摊城_功蠢性潍护器lr搬￡魔箍境f袖蚺Ii浊慧f蝴裳II1rn【溉x_^’挑k-_r碡【减{睹歼f柑侪IlIl开-I·天卞E

5、侏茂妒lI『f昌I曼苫J孽l什．善I皂．I-11lI茹l盘l／3"I此与^FTl中Ll-Vll护l[丁亡1广----口-1吼每洼Ⅱ：肆砷·帅I】仪l甘币¨坫H椰甍佴~ttt0t扩-●●】妯你啦期C体啦制抖城侣⋯油推▲亿境缸泓懂境缸瞳IICl'1_JI中I{I。HPIiI●lfI_毒害警_篓I璺l詈备篁备l。‘嫩讲浊Il爨Il黪I阜压．=IJfIl幔糖_曲fl豁I图1直流保护配置图2)逻辑二：UDN>20kV时，延时350ms合1)在双极平衡运行状态下，当发生站外接地NBGS，若故障未消除则延时450ms跳闸。极线路断线时，双极的IDNE基本不变，双极UDN测量值均会升高，将由某极的接地极断线保

6、护动作经延时合上NBGS，UDN下降为0kV，双极I■二=j{}1ll_了·⋯⋯⋯⋯＼秘～一一～一一一继续运行，不闭锁。相对应的是上述动作逻辑图。极鳞镳奠匕。-_JI_．．．】一或逻辑二。f__=_—嚣__翻i，0，2)在双极不平衡运行状态下发生站外接地极线路断线时，保护动作也是合上NBGS，但会由3)逻辑三：UDN>30kV且IDNE<75A时，延站接地极过流保护正常闭锁双极。时450ms跳闸[41。3)在单极运行方式下，当保护动作合上NBGS后，会由站内接地极过流保护动作跳闸。第二种情况，分析如下：1)双极运行状态下，当任意一极的阀厅中性线直流分压器至00102、00103刀闸之间有任何一

7、点开路时，换流阀中性母线侧由于无法接地，UDN测量值将必然远远高于30kV，并且由于开2直流分压器故障隐患分析路，中性直流母线开关电流IDNE<75A，符合逻辑三的动作条件，该故障极不合NBGS直接跳引起接地极断线保护动作的故障原因按故闸，另一极可继续以单极大地回线方式运行。障点位置一般分为两种：1)站外接地极线路断2)单极运行状态下，出现上述故障时直接单线；2)站内极中性母线开路。极闭锁。首先考