直流輸電保護系統(tǒng)功能及原理

1、 HYPERLINK 直流輸電保護系統(tǒng)功能及原理前面介紹了繼電保護基本的原則、應用和交流保護，那么我國交流電網的建設發(fā)展非常 迅速，目前已經到71000kV，特高壓的等級，但是針對我國的能源情況，比方西部的能源 非常豐富，但是在東南的負荷非常重，需要進行遠距離輸電，這樣直流輸電技術就顯示出了 它的優(yōu)勢。目前，我國直流輸電技術迅速發(fā)展，最早葛南89年形成的第一套高壓直流輸電 保護系統(tǒng)，額定輸出功率是1200000kW，那么現在特高壓800kV的功率已經增長了 5 10倍，到了 12000000kW，可想而知一旦發(fā)生故障或者是誤動給系統(tǒng)會帶來多大的沖擊， 那么同時柔性輸電由于它在孤島運行，在城市配

2、電網的增容改造、交流電網大規(guī)?；ヂ?、風 電場并網上都有比較強的優(yōu)勢，因此我國從2006年左右開始對柔性直流輸電進行研究，目 前在舟山、廈門、南澳、羅平等地都要開展工程應用，馬上張家口也要建四端柔直。目前最 大電壓能夠到300到320kV、1000MW這樣一個水平。在介紹直流輸電（常規(guī)直流或者柔性直流輸電保護系統(tǒng)）之前，首先簡單的介紹下常規(guī) 和柔直的保護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)之間的差異，常規(guī)直流輸電通常采用晶閘管方式， 與采用IGBT或者可關斷元器件的直流輸電來說，技術上有一些差異，比方說常規(guī)是通過相 位角來控制的，然后使開斷頻率在50-60HZ ；柔直是上百Hz可自由的關斷。對于常規(guī)直 流來

3、說，會產生諧波，會需要無功補償而柔直不需要無功補償?？刂瞥Ｒ?guī)直流不需要換相， 后面會提到換相失敗會帶來什么樣的影響，而柔性是無需交流電網提供換相幫助的，那么常 規(guī)直流目前做到了800千伏以上，傳輸功率達到6400MW，非常適合大系統(tǒng)之間大規(guī)模 的功率傳輸，但是它是端對端傳輸，那么柔直的好處就是占地比較小，不需要電源，適用于 風電聯網情況，但是目前的電壓等級和傳輸功率有限。以特高壓直流工程為例，來介紹一下直流保護，和交流保護一樣，其實都是要保護設備 和保護相應的區(qū)域在發(fā)生故障時快速的隔離，那么直流保護一般是按照區(qū)域來進行配置的。 根據直流系統(tǒng)的網架結構分為雙極區(qū)、極區(qū)、換流器區(qū)就是閥區(qū)（我們稱之

4、為），還有換流 變區(qū)、直流濾波器和交流濾波器這幾個區(qū)域，下面我會把雙極區(qū)、極區(qū)和換流器區(qū)這幾個保 護進行簡要的功能介紹和配置，因為換流變、直流濾波器、交流濾波器相對來說比較容易理 解就不詳細介紹了，其實總的來說直流輸電保護比交流保護應該說從原理上還是簡單些的， 實踐起來也不用考慮振蕩等復雜的因素，基本上都是門檻值的判斷，圖3換流器保護區(qū)保護配置這里簡單介紹幾個主要的保護功能，對于換流器區(qū)有一些測點參量，實際上就是電流， 電壓，比如說閥短路，閥短路就是換流變壓器閥側的電流大于直流區(qū)域的電流，那么大于門 檻值就是閥短路保護，這個動作時間是非常快的，最快500us。像交流保護，最快的差動 保護是10 ms到20 ms之內，那么換流器差動保護也是采用這種差動電流大于一定門檻值 動作。旁通開