換流站典型故障錄波分析(李君 20139)

1、湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心換流站典型故障錄波分析講課人：李君2013.9湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心主要內(nèi)容 直流系統(tǒng)正常運(yùn)行錄波 換流閥故障案例分析 直流線路故障案例分析 直流極母線故障案例分析 交流濾波器故障案例分析 交流線路案例分析湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心直流系統(tǒng)正常運(yùn)行波形直流系統(tǒng)正常運(yùn)行波形湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心直流系統(tǒng)正常運(yùn)行波形直流系統(tǒng)正常運(yùn)行波形湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心直流系統(tǒng)正常運(yùn)行波形直流系統(tǒng)正常運(yùn)行波形湖北省檢修分公司

2、直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(1)(1)事件概述事件概述 某某500KV直流換流站極直流換流站極I直流控制保護(hù)直流控制保護(hù)A、B系統(tǒng)中的換流閥保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（兩套保護(hù)相系統(tǒng)中的換流閥保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（兩套保護(hù)相互獨(dú)立），極互獨(dú)立），極I直流系統(tǒng)故障閉鎖。直流系統(tǒng)故障閉鎖。 故障前，極故障前，極直流系統(tǒng)全壓?jiǎn)螛O大地回線直流系統(tǒng)全壓?jiǎn)螛O大地回線方式額定功率方式額定功率1500MW運(yùn)行運(yùn)行。換流閥故障案例分析換流閥故障案例分析湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心換流閥故障案例分析換流閥故障案例分析(2)(2)主接線示意圖主接線示意圖湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公

3、司直流運(yùn)檢中心換流閥故障案例分析換流閥故障案例分析(3)(3)故障波形故障波形湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心故障時(shí)Y橋A、B相電流激增（故障電流達(dá)到11030A，約為3.7倍額定電流），直流電壓UDL和直流電流IDL降低，符合閥短路故障特征，說(shuō)明Y橋發(fā)生了閥短路故障，短路電流流過(guò)Y/Y換流變A、B相繞組。故障前，Y橋A、C相有電流，且A相電流在上半周，C相電流在下半周，這說(shuō)明：故障前Y橋閥1和閥2導(dǎo)通。按照正常導(dǎo)通時(shí)序，下一步應(yīng)該是閥1與閥3換相，換相結(jié)束后閥2和閥3導(dǎo)通，閥1關(guān)閉。故障時(shí)Y橋A、B相電流激增，C相電流下降為0，且A相電流在下半周，B相電流在上半周。這

4、說(shuō)明閥1與閥3換相后閥1突然短路，閥1反向?qū)?，造成Y/Y換流變A、B相繞組短路，短路電流經(jīng)過(guò)閥1和閥3。隨后，換流閥保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出X BLOCK閉鎖指令，快速停運(yùn)極I直流系統(tǒng)。整流站閥短路故障的典型特征為：交流側(cè)交替地發(fā)生兩相短路和三相短路；通過(guò)故障閥的電流反向，并劇烈增大；交流側(cè)電流激增，使換流閥和換流變壓器承受比正常運(yùn)行時(shí)大得多的電流；換流橋直流母線電壓下降；換流橋直流側(cè)電流下降。此次故障時(shí)同時(shí)具備整流站閥短路故障的5個(gè)典型故障特征，本次故障的原因?yàn)檎髡綴橋閥1發(fā)生短路故障。 換流閥故障案例分析換流閥故障案例分析(4)(4)波形分析波形分析湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直

5、流運(yùn)檢中心(1)(1)事件概述事件概述 某某500KV直流換流站極直流換流站極II線路低電壓保護(hù)動(dòng)作線路低電壓保護(hù)動(dòng)作（冗余配置的兩套保護(hù)均動(dòng)作）（冗余配置的兩套保護(hù)均動(dòng)作）,經(jīng)經(jīng)1次全壓再啟動(dòng)次全壓再啟動(dòng)不成功，不成功，1次降壓再啟動(dòng)成功后降壓至次降壓再啟動(dòng)成功后降壓至350KV運(yùn)行。運(yùn)行。直流線路故障案例分析直流線路故障案例分析湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心l 低電壓保護(hù)的動(dòng)作條件及定值為：低電壓保護(hù)的動(dòng)作條件及定值為：線路全壓運(yùn)行時(shí)：線路電壓線路全壓運(yùn)行時(shí)：線路電壓U 250KV,且持續(xù)且持續(xù)120ms線路降壓（線路降壓（350KV）運(yùn)行時(shí)：線路電壓）運(yùn)行時(shí)：線

6、路電壓U 150KV,且持續(xù)且持續(xù)120ms在線路再啟動(dòng)后在線路再啟動(dòng)后500ms以內(nèi)，低電壓保護(hù)動(dòng)作延時(shí)為以內(nèi)，低電壓保護(hù)動(dòng)作延時(shí)為60msl 電壓突變量保護(hù)的動(dòng)作條件及定值為：電壓突變量保護(hù)的動(dòng)作條件及定值為：直流電壓下降速率大于定值直流電壓下降速率大于定值 du/dt du/dt_set直流電壓小于定值直流電壓小于定值 ud acom_set | adif | = | Zidif udif | adif_setd(acom) / dt d(acom_set) 全壓運(yùn)行時(shí)：全壓運(yùn)行時(shí)：acom_set整定值為整定值為350KV, adif_set整定值為整定值為210KV, d(acom_

7、set) 整定值為整定值為300 kv/ms。降壓（降壓（350KV）運(yùn)行時(shí)：）運(yùn)行時(shí)：acom_set整定值為整定值為245KV, adif_set整定值為整定值為147KV, d(acom_set) 整整定值為定值為210kv/ms。線路再啟動(dòng)保護(hù)邏輯為：線路再啟動(dòng)保護(hù)邏輯為： 低電壓保護(hù)、電壓突變量保護(hù)、行波保護(hù)保護(hù)動(dòng)作后均會(huì)啟動(dòng)線路再啟動(dòng)保護(hù)。線路再啟低電壓保護(hù)、電壓突變量保護(hù)、行波保護(hù)保護(hù)動(dòng)作后均會(huì)啟動(dòng)線路再啟動(dòng)保護(hù)。線路再啟動(dòng)保護(hù)允許進(jìn)行一次全壓再啟動(dòng)，若不成功則進(jìn)行一次降壓再啟動(dòng)，若還不成功，則停運(yùn)動(dòng)保護(hù)允許進(jìn)行一次全壓再啟動(dòng)，若不成功則進(jìn)行一次降壓再啟動(dòng)，若還不成功，則停運(yùn)直流

8、系統(tǒng)。線路再啟動(dòng)成功指的是線路再啟動(dòng)后直流系統(tǒng)。線路再啟動(dòng)成功指的是線路再啟動(dòng)后30s內(nèi)不再有線路保護(hù)動(dòng)作。內(nèi)不再有線路保護(hù)動(dòng)作。 直流線路故障案例分析直流線路故障案例分析湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心直流線路故障案例分析直流線路故障案例分析(3)(3)故障波形故障波形 直流線路低直流線路低電壓保護(hù)兩電壓保護(hù)兩次動(dòng)作均滿次動(dòng)作均滿足定值，低足定值，低電壓保護(hù)和電壓保護(hù)和線路再啟動(dòng)線路再啟動(dòng)保護(hù)兩次動(dòng)保護(hù)兩次動(dòng)作均正確。作均正確。 湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心直流線路故障案例分析直流線路故障案例分析 線路行波保線路行波保護(hù)和電壓突護(hù)和電壓突變

9、量保護(hù)不變量保護(hù)不滿足定值，滿足定值，保護(hù)不動(dòng)作。保護(hù)不動(dòng)作。直流線路電直流線路電流故障時(shí)增流故障時(shí)增大，峰值為大，峰值為2300A。 湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心直流極母線故障案例分析直流極母線故障案例分析( (1)1)事件概述事件概述 某某500KV直流換流站極直流換流站極1直流極母線差動(dòng)直流極母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作（冗余配置的兩套保護(hù)均動(dòng)作），保護(hù)動(dòng)作（冗余配置的兩套保護(hù)均動(dòng)作），極極1閉鎖。閉鎖。湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心（2 2）保護(hù)原理）保護(hù)原理 IPB_DIFF= IPB_DIFF= IDNC IDNC IDLIDL（Z11_I

10、T4+Z12_IT4Z11_IT4+Z12_IT4） IPB_DIFF-(IDNCIPB_DIFF-(IDNC* *0.2+ID_NOM0.2+ID_NOM* *0.4)00.4)0時(shí)時(shí), , 延時(shí)延時(shí)6mS6mS切換系統(tǒng)，延時(shí)切換系統(tǒng)，延時(shí)16mS16mS跳閘。跳閘。湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(3)(3)故障波形故障波形湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心（4 4）故障原因分析）故障原因分析 （a a）IDLIDL電流方向反向，電流方向反向，IDNCIDNC電電流變大，流變大，UDLUDL電壓突變電壓突變 （b b）極）極I I直流電壓分壓器

11、直流電壓分壓器P1-WP-P1-WP-U1U1外絕緣表面有明顯放電痕跡，外絕緣表面有明顯放電痕跡，均壓環(huán)上有三個(gè)電擊穿的小孔，均壓環(huán)上有三個(gè)電擊穿的小孔，最大擊穿孔直徑約為最大擊穿孔直徑約為30mm30mm。 湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心交流濾波器故障案例分析交流濾波器故障案例分析( (1)1)事件概述事件概述 2005年8月，葛洲壩換流站交流濾波器相發(fā)生發(fā)生不平衡保護(hù)動(dòng)作跳閘事故。交流濾波器保護(hù)裝置的故障報(bào)告中顯示：相不平衡電流。交流濾波器屬于濾波器，額定容量，基波額定電流。 故障處理時(shí)發(fā)現(xiàn)交流濾波器相柱有一只電容內(nèi)部熔絲燒斷（故障電容的電容測(cè)量值為）。更換電容后

12、故障消除。湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(2)(2)電容器接線圖電容器接線圖 交流濾波器故障案例分析交流濾波器故障案例分析湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(3)(3)故障波形故障波形 湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(4)(4)結(jié)論結(jié)論 由于電容器組內(nèi)的單只電容內(nèi)部熔絲老化，使得該電容內(nèi)部某一層出現(xiàn)“雪崩效應(yīng)”，導(dǎo)致不平衡保護(hù)動(dòng)作切除濾波器。 湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心交流線路故障案例分析交流線路故障案例分析( (1)1)事件概述事件概述 2010年年7月月20日日02:10，葛洲壩換流站葛

13、崗線發(fā)生，葛洲壩換流站葛崗線發(fā)生A、C相同時(shí)接地故障，相同時(shí)接地故障，RCS-901A和和CSC-103A線路保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，線路保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)跳開(kāi)5061、5063開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)未重合閘。開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)未重合閘。 現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：兩套線路保護(hù)的主保護(hù)同時(shí)動(dòng)作。站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：兩套線路保護(hù)的主保護(hù)同時(shí)動(dòng)作。站內(nèi)一次設(shè)備無(wú)異常情況。開(kāi)關(guān)重合閘方式為單相重合閘方式。一次設(shè)備無(wú)異常情況。開(kāi)關(guān)重合閘方式為單相重合閘方式。經(jīng)調(diào)度許可后葛崗線試送電成功。經(jīng)調(diào)度許可后葛崗線試送電成功。湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(2)(2)線路故障特征線路故障特征湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心湖北省檢修分公司直流運(yùn)檢中心(3)(3)