直流輸電控制保護系統(tǒng)

高壓直流輸電限制愛護系統(tǒng)1許玉香西北電力設(shè)計院2010年3月3日西寧一、前言二、國內(nèi)外直流限制愛護技術(shù)的介紹三、高壓直流限制系統(tǒng)四、高壓直流愛護系統(tǒng)五、高壓直流遠動系統(tǒng)六、換流站運行人員限制和監(jiān)視（SCADA）系統(tǒng)2一、前言換流站二次系統(tǒng)包括直流限制、直流愛護、溝通場限制愛護、SCADA系統(tǒng)等，其中直流限制愛護技術(shù)是換流站二次系統(tǒng)的核心技術(shù)，溝通場限制及SCADA系統(tǒng)與溝通變電站的限制系統(tǒng)相像。3一、前言高壓直流輸電與溝通輸電相比較的一個顯著特點是可以通過對兩端換流器的快速調(diào)整，限制直流線路輸送功率的大小和方向，以滿足整個交直流聯(lián)合系統(tǒng)的運行要求，也就是說直流輸電系統(tǒng)的性能，極大地依靠于它的限制愛護系統(tǒng)。4一、前言多端直流輸電系統(tǒng)由于限制器協(xié)調(diào)困難等緣由極少運用，故關(guān)于多端直流輸電系統(tǒng)的限制調(diào)整在此不加以敘述。下面我們針對兩端直流輸電系統(tǒng)的限制愛護系統(tǒng)進行講解并描述：5一、前言

二、國內(nèi)外直流限制愛護技術(shù)的介紹

三、高壓直流限制系統(tǒng)

四、高壓直流愛護系統(tǒng)

五、高壓直流遠動系統(tǒng)

六、換流站運行人員限制和監(jiān)視（SCADA）系統(tǒng)6二、國內(nèi)外直流限制愛護技術(shù)的介紹（一）國外直流限制愛護系統(tǒng)國外先進的直流限制愛護系統(tǒng)典型的有ABB的MACH2和SIEMENS的SIMADYND這兩種系統(tǒng)。下面對這兩種系統(tǒng)作簡潔介紹：1）ABB公司的MACH2系統(tǒng)71）ABB公司的MACH2系統(tǒng)81）ABB公司的MACH2系統(tǒng)MACH2硬件系統(tǒng)接受高牢靠性的多處理器的工業(yè)PC作為主計算機，是ABB公司在MACH系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。MACH2系統(tǒng)具有很高的集成度，可將全部的限制功能，全部的愛護（直流和溝通），遠方限制接口，暫態(tài)故障記錄，事務(wù)依次記錄和人機接口計算機連接功能集成在整個系統(tǒng)內(nèi)。MACH2系統(tǒng)已廣泛用于工業(yè)限制系統(tǒng)和直流輸電工程91）ABB公司的MACH2系統(tǒng)ABB公司在限制愛護系統(tǒng)設(shè)計中接受的主要接口板有：PS830系列計算機網(wǎng)絡(luò)連接板；PS850系列數(shù)字量I/O接口板；PS850系列模擬量I/O接口板；PS870系列通訊接口板；PS890系列電源單元；PS900系列閥控單元等。各種不同類型的接口板組合成不同的限制接口柜來實現(xiàn)各種限制及測量功能。監(jiān)控系統(tǒng)的通信接受了分層次的串行總線結(jié)構(gòu)，運用國際標準總線。101）ABB公司的MACH2系統(tǒng)現(xiàn)場總線 監(jiān)控設(shè)備之間的通信通過冗余的限制區(qū)域網(wǎng)（CAN現(xiàn)場總線）和分時多路總線（TDM現(xiàn)場總線）實現(xiàn)各監(jiān)控設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換。柜外的現(xiàn)場總線均接受光纖電纜聯(lián)接。CAN現(xiàn)場總線 CAN總線具有短信息結(jié)構(gòu)和低延遲的雙向高速通信功能，用于傳送二進制信號，沒有主從關(guān)系。對于比較長的通訊通道，接受CAN/HDLC橋電路對CAN母線進行延長，從而實現(xiàn)整個換流站內(nèi)設(shè)備的通信。111）ABB公司的MACH2系統(tǒng)TDM現(xiàn)場總線TDM總線是一種單向傳送、大容量、低拖延的高速總線，用于模擬量信號的高速傳送。冗余的限制愛護柜的TDM現(xiàn)場總線是完全獨立分開的，各限制區(qū)域內(nèi)限制設(shè)備和I/O子系統(tǒng)之間的通信是單發(fā)單收的，沒有交叉?？傁拗茀^(qū)域的限制設(shè)備通過冗余的SCADALAN網(wǎng)絡(luò)與SCADA系統(tǒng)通訊，實現(xiàn)網(wǎng)上各設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享。121）ABB公司的MACH2系統(tǒng)

數(shù)據(jù)總線傳輸速率： SCADA系統(tǒng)LAN總線：100Mbps CAN現(xiàn)場總線：1Mbps TDM現(xiàn)場總線：10～40Mbps13（一）國外直流限制愛護系統(tǒng)

2)SIEMENS的SIMADYND系統(tǒng)西門子公司在限制系統(tǒng)設(shè)計中接受了SIMADYND和SIMATICS5兩種限制硬件（1）SIMADYNDSIMADYND是一種快速多微處理器可編程限制系統(tǒng)，可適于高速（0.5ms~10ms）限制，具有多于300種的標準功能塊，可實現(xiàn)各種限制功能，

142)SIEMENS的SIMADYND系統(tǒng)152)SIEMENS的SIMADYND系統(tǒng)其圖形編輯功能可使運行人員在完全沒有編程學(xué)問的狀況下很簡潔地駕馭運用，敏捷地修改限制框圖．162)SIEMENS的SIMADYND系統(tǒng)（2）SIMATICS5SIMATICS5硬軟件均屬標準化設(shè)計，用于執(zhí)行速度較慢的限制功能和依次限制（50m~300ms），具有模塊化結(jié)構(gòu)，并有事故平安保證。SIMATICS5已廣泛用于工業(yè)限制系統(tǒng)，直流輸電方面也有較多應(yīng)用。172)SIEMENS的SIMADYND系統(tǒng)西門子公司在SCADA系統(tǒng)設(shè)計中接受的部件有I／0單元SU200，就地聯(lián)鎖限制裝置8TK，光纖接口單元0LM，光纖，傳感器和對時接口等。全站限制系統(tǒng)分為極1限制、極2限制、DC站控、溝通站控四部分。高壓直流愛護按極三重化配置，通過SU200作為極控系統(tǒng)的一個就地單元與主機交換信息，高壓直流愛護柜的動作出口接受三取二出口方式．

18這兩種系統(tǒng)都具有先進的體系結(jié)構(gòu)，圖形化的軟件開發(fā)環(huán)境，系統(tǒng)集成化和標準化程度高的特點，在工程中都有成功運行閱歷。19（二）．國內(nèi)直流限制愛護技術(shù)的探討狀況國內(nèi)直流限制愛護系統(tǒng)的探討起先比較早，但在2000年前我國自主研制的直流限制愛護系統(tǒng)中目前幾乎沒有一項技術(shù)通過了國家級的鑒定，而其設(shè)計的工程對象也是小容量低電壓等級的六脈動系統(tǒng)，雖為我國直流輸電技術(shù)積累了閱歷，但與國內(nèi)目前正在建設(shè)的超高電壓等級的系統(tǒng)在困難程度方面要小得多。20為了能在較短的時間內(nèi)設(shè)計和制造出具有國際先進水平的直流限制愛護系統(tǒng)，國家實行了主動的技術(shù)引進策略。2001年南京南瑞繼保電氣公司從ABB公司引進MACH2直流限制和愛護系統(tǒng)的制造技術(shù),1999年許繼電氣起先從SIEMENS公司引進SIMADYND直流限制和愛護系統(tǒng)的制造技術(shù),兩公司利用自身的技術(shù)和人才優(yōu)勢，分別學(xué)習(xí)ABB、SIEMENS公司的直流限制和愛護技術(shù)，截止2009年底，兩公司已為我國多條直流輸電工程供應(yīng)了限制愛護系統(tǒng)，并做了一些改進工作。21（二）．國內(nèi)直流限制愛護技術(shù)的探討狀況一、前言

二、國內(nèi)外直流限制愛護技術(shù)的介紹

三、高壓直流限制系統(tǒng)

四、高壓直流愛護系統(tǒng)

五、高壓直流遠動系統(tǒng)

六、換流站運行人員限制和監(jiān)視（SCADA）系統(tǒng)

22

（一）高壓直流限制系統(tǒng)實現(xiàn)的基本功能

高壓直流限制系統(tǒng)要完成以下基本限制功能：（1）直流輸電系統(tǒng)的起停限制；（2）直流輸送功率的大小和方向的限制；（3）抑制換流器不正常運行及所連溝通系統(tǒng)的干擾；（4）發(fā)生故障時，愛護換流站設(shè)備；（5）對換流站、直流線路的各種運行參數(shù)，如電壓及電流等以及限制系統(tǒng)本身的信息進行監(jiān)視。23（二）限制系統(tǒng)的配置要求

（1）限制系統(tǒng)多重化設(shè)計為了達到直流工程所要求的可用率及牢靠性指標，直流輸電系統(tǒng)全都接受多重化設(shè)計，通常接受雙通道設(shè)計，其中一個通道工作時，另一通道處于熱備用狀態(tài)。當工作中的通道發(fā)生故障時，切換邏輯將其退出工作，處于熱備用狀態(tài)的通道則自動切換至工作狀態(tài)，這種自動切換不應(yīng)對直流輸送功率產(chǎn)生明顯的擾動。24（1）限制系統(tǒng)多重化設(shè)計直流限制系統(tǒng)雙重化或多重化的范圍從測量二次線圈起先包括完整的測量回路，信號輸入、輸出回路，通信回路，主機，和全部相關(guān)的直流限制裝置。雙極、極和換流單元層次及閥冷卻系統(tǒng)都按雙重化的原則配置限制裝置。25（二）限制系統(tǒng)的配置要求

（2）限制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計所謂直流輸電限制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)，是將直流輸電換流站和直流輸電線路的全部限制功能按等級分為若干層次而形成的限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。以典型的雙極直流輸電系統(tǒng)為例，其限制系統(tǒng)一般分為四層：整體限制、主限制、極限制和換流橋限制。26

（2）限制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計

27（2）限制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計

整體限制：是指考慮直流輸電系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中的位置和影響，涉及到的一些限制策略，如依據(jù)電網(wǎng)的穩(wěn)定性要求而對直流輸電系統(tǒng)輸送的功率值的限制等。主限制：依據(jù)功率指令等確定電流指令，并供應(yīng)協(xié)調(diào)的電流指令給全部的極。通過供應(yīng)極限制和整體系統(tǒng)限制之間的一個界面，把調(diào)度中心要求輸送的直流功率依據(jù)當前的雙極各自的運行模式轉(zhuǎn)化為具體的電流指令，分發(fā)到各個極中。所以主控實際即為雙極層的限制。28

（2）限制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計

極限制：協(xié)調(diào)一個極內(nèi)換流橋的限制。從電流整定值到觸發(fā)角整定值的轉(zhuǎn)換，分接頭限制，以及部分與觸發(fā)角等親密相關(guān)的愛護功能的實現(xiàn)，都是在極限制這一層完成。這一層是直流輸電限制系統(tǒng)的核心部分。換流橋限制：確定一個換流橋內(nèi)各閥的觸發(fā)時刻，即由極限制得到的觸發(fā)角獲得對應(yīng)各閥的觸發(fā)脈沖，分發(fā)到各個閥上，同時也對觸發(fā)脈沖的返回信號進行確定的處理。該層在限制系統(tǒng)中具有最快的響應(yīng)。29（2）限制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計

物理上，限制功能盡可能按不同等級配置到較低的限制層次。與雙極功能有關(guān)的裝置盡可能的分設(shè)到極和換流單元限制層，使得與雙極功能有關(guān)的裝置減至最少；對于那些不能分設(shè)到極或換流單元限制層的與雙極功能有關(guān)的裝置，放在雙極功能組中，但進行雙重化及耐故障設(shè)計。30（三）直流輸電系統(tǒng)基本限制特性及其配置直流系統(tǒng)基本限制特性示意圖（a）電流裕度限制特性（b）直流系統(tǒng)好用限制特性311直流系統(tǒng)基本限制特性1直流系統(tǒng)基本限制特性電流裕度限制：為了避開兩端電流調(diào)整器同時工作引起調(diào)整的不穩(wěn)定，逆變側(cè)調(diào)整器的定值比整流側(cè)一般小0.1pu（標幺值），這就是電流裕度。依據(jù)電流裕度限制原則，此電流裕度無論在穩(wěn)態(tài)運行還是暫態(tài)狀況下都必需保持，一旦失去電流裕度，直流系統(tǒng)就會崩潰。321直流系統(tǒng)基本限制特性若電流裕度取得太大，當發(fā)生限制方式轉(zhuǎn)換時，傳輸功率就會削減太多；若電流裕度取得太小，則可能因為運行中直流電流的微小波動導(dǎo)致兩端電流調(diào)整器都參與限制，造成運行不穩(wěn)定。絕大多數(shù)高壓直流工程所接受的電流裕度都是0.1pu331直流系統(tǒng)基本限制特性正常運行時，通常以整流側(cè)定直流電流，逆變側(cè)定直流電壓運行，其運行工作點為圖（a）中的N。當整流側(cè)溝通電壓降低或逆變側(cè)溝通電壓上升很多時，使整流器進入最小觸發(fā)角限制，此時逆變側(cè)則自動轉(zhuǎn)為限制直流電流，其整定值比整流側(cè)的小0.1pu，其運行工作點為圖（a）中的M。這種整流器和逆變器限制特性的組合，就是電流裕度限制特性。342直流輸電系統(tǒng)基本限制配置直流輸電的限制除了包括實現(xiàn)各種運行方式的基本限制模式外，還包括各種基本的限制器和限制器等。正常狀況下，整流側(cè)限制直流電流，逆變側(cè)限制直流電壓：352直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（1）電流限制器 整流側(cè)和逆變側(cè)配置完全一樣的閉環(huán)電流限制器，電流限制器為閉環(huán)限制。正常工況下，整流側(cè)限制直流電流，逆變側(cè)限制直流電壓，這是通過在逆變側(cè)的電流指令中減去一個電流裕度來實現(xiàn)的。

362直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（2）電壓限制器 電壓限制器功能包括：（a)空載加壓試驗限制；(b)過電壓限制器（僅整流側(cè)）；(C)直流電壓限制器；逆變側(cè)的直流電壓限制器將直流電壓限制在允許范圍內(nèi)。直流電壓參考值由VARC功能進行計算。整流側(cè)和逆變側(cè)都有電壓限制器。 372直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（3）

最小電流限制

為防止換流閥在低電流導(dǎo)通期間熄火，將最小電流限制為0.1倍的額定電流值。382直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（4）低壓限電流 假如溝通電壓降低，溝通濾波器和并聯(lián)電容器產(chǎn)生的無功也會下降。為避開溝通電壓崩潰，降低換流器的無功消耗是很重要的。低壓限電流限制的一個主要目標就是快速降低直流電流以降低無功消耗。 低壓限電流限制的另一個特點是在電壓復(fù)原過程中，利用電流指令增加進行復(fù)原以降低換相失敗的可能性。392直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

低壓限電流限制特性402直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（5）與溝通電壓變更有關(guān)的限制模式變更整流器標稱點火角為15°，最小點火角為5°。逆變器標稱點火角為17°，對于電流限制，在整流站溝通母線電壓下降2.25%或逆變站溝通母線電壓上升2.25%時，這個范圍足可以保持整流器電流限制，逆變器電壓限制，不會變更限制模式。412直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（6）接地極電流限制和監(jiān)視在雙極平衡運行時，可運用調(diào)整器將功率安排到兩個極以使極電流最小。因此接地極電流不超過30A。調(diào)整器設(shè)有運行人員可以調(diào)整的死區(qū)范圍。在運行人員工作站上，可顯示接地極的安培·小時總數(shù)。422直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（7）過負荷限制在限制過程中，限制系統(tǒng)始終連綿不斷地計算極功率的過負荷實力。雙極功率限制的電流指令對兩個站每個極的固有過負荷實力的最小值進行限制。432直流輸電系統(tǒng)基本限制配置

（8）換流變壓器分接頭限制換流變壓器分接頭限制是直流輸電限制系統(tǒng)中用于自動調(diào)整換流變壓器有載調(diào)壓分接頭位置的一個環(huán)節(jié)，其目的是為了維持整流器的觸發(fā)角alpha（或逆變器的熄弧角gamma）在指定的范圍內(nèi)或者維持直流電壓或換流變壓器閥側(cè)繞組空載電壓在指定的范圍內(nèi)。其限制策略須要與換流器限制方式相協(xié)作，通常分為角度限制和電壓限制兩大類：44（8）換流變壓器分接頭限制

（a）角度限制當整流器運用直流電流限制時，通過調(diào)整換流變壓器分接頭位置，把換流器觸發(fā)角維持在指定的范圍內(nèi)（如15°±2.5°)；當逆變器運用直流電壓限制時，通過調(diào)整換流變壓器分接頭位置，把換流器熄弧角維持在指定的范圍內(nèi)（如18°±2.5°)。45（8）換流變壓器分接頭限制（b）電壓限制當逆變器運用熄弧角限制時，通過調(diào)整換流變壓器分接頭位置，把直流線路電壓維持在指定范圍內(nèi)，如0.98~1.02額定直流電壓。另一種電壓限制策略是通過調(diào)整換流變壓器分接頭位置，把整流器（或逆變器）的換流變壓器閥側(cè)繞組空載電壓維持在指定值。46（8）換流變壓器分接頭限制角度限制方式和電壓限制方式相比：其優(yōu)點是：換流器在各種運行工況下都能保持較高的功率因數(shù)，即輸送同樣的直流功率，換流器吸取的無功功率較少。其缺點是：分接頭動作次數(shù)較頻繁，分接頭調(diào)整范圍要求寬些。47（8）換流變壓器分接頭限制

由于換流變壓器分接開關(guān)至今都是機械式的，轉(zhuǎn)換一檔通常須要3~5S的時間，對限制的響應(yīng)較慢。所以，它只能是調(diào)整直流輸電系統(tǒng)輸送功率的協(xié)助手段。48（9）無功功率限制

無功功率限制是整個直流極控系統(tǒng)中一個重要的功能模塊，無功功率限制的目的是將站內(nèi)溝通母線電壓、溝通諧波電流及與站外交換的無功功率限制在允許范圍內(nèi)。換流站的無功功率限制通過投切溝通濾波器來實現(xiàn)。無功限制具有以下各項功能，并按各優(yōu)先級確定濾波器的投切：49

（9）無功限制AbsMinFiler:確定最小濾波器限制，為了防止濾波設(shè)備過負荷所需投入的濾波器組。正常狀況時，該條件必需滿足。Umax:最高/最低電壓限制，監(jiān)視溝通母線的穩(wěn)定電壓，避開穩(wěn)態(tài)過電壓引起愛護動作。Qmax：最大無功交換限制，依據(jù)當前運行狀況，限制投入濾波器組的數(shù)量，限制穩(wěn)態(tài)過電壓。MinFiler:最小濾波器容量要求，為滿足濾除諧波的要求需投入的最小濾波器組。Qcontrol：無功交換限制，限制換流站和溝通系統(tǒng)的無功交換量為設(shè)定的參考值。50（9）無功限制

以上5項無功限制子功能依次具有以下優(yōu)先級，其中優(yōu)先級1為最高優(yōu)先級：優(yōu)先級1：AbsMinFiler優(yōu)先級2：Umax優(yōu)先級3：Qmax優(yōu)先級4：MinFiler優(yōu)先級5：Qcontrol51（9）無功限制

無功限制應(yīng)依據(jù)各子功能的優(yōu)先級，協(xié)調(diào)由各子功能發(fā)出的投切濾波器組的指令。某項子功能發(fā)出的投切指令僅在不與更高優(yōu)先級的限制條件沖突時才有效。52（四）高壓直流限制基本限制模式1、換流站基本運行方式●雙極運行●單極大地回線運行●單極金屬回線運行53（四）高壓直流限制基本限制模式2、基本限制模式 基于以上基本運行方式，換流站直流限制系統(tǒng)接受如下基本限制模式：（1）雙極功率限制模式雙極功率限制是換流站直流系統(tǒng)的基本限制模式，可手動也可自動進行。在自動模式下，可按預(yù)先設(shè)置的功率傳送曲線進行功率限制。雙極功率限制使直流傳輸功率與主導(dǎo)站運行人員設(shè)置功率保持一樣。功率指令和功率變更率具有階躍功能。功率變更率在1MW/分至9999MW/分之間可調(diào)。54（1）雙極功率限制模式雙極功率限制功能安排到每一極實現(xiàn)，任一極都可以設(shè)置為雙極功率限制模式。假如兩個極都運行在雙極功率限制模式下時，雙極功率限制功能為每個極安排相同的電流參考值，以使接地極電流最小。假如兩個極的運行電壓相等，則每個極的傳輸功率是相等的。但是，假如一極處于降壓運行狀態(tài)而另外一極是全壓運行，則兩個極的傳輸功率比和兩個極的電壓比一樣。55（四）高壓直流限制基本限制模式（2）極功率獨立限制模式 在極功率獨立限制模式下，傳輸?shù)闹绷鞴β时３衷谶\行人員設(shè)置的功率參考值。在此模式下極間功率傳輸不起作用。56（四）高壓直流限制基本限制模式（3）同步極電流限制模式同步極電流限制模式是干脆按運行人員下達的極電流指令進行調(diào)整以確定傳輸功率，且兩站將自動協(xié)調(diào)電流指令，以免丟失電流裕度的限制方式。同步極電流限制模式應(yīng)當在每個極單獨實現(xiàn)。在同步極電流限制模式下，雙極功能被閉鎖。雙極功率限制與同步極電流限制不能實現(xiàn)自動切換。在這一模式下運行時，全部功率調(diào)制功能仍起作用。

57（四）高壓直流限制基本限制模式兩個極都從極功率獨立限制或電流限制切換至雙極限制時，將自動平衡極電流以使中性點電流最小。只有一個極在雙極功率限制模式時，這個極將自動補償另一極可能的功率傳輸限制。雙極功率限制不能自動切換至同步極電流限制。58（四）高壓直流限制基本限制模式（4）緊急極電流限制模式在兩站極間快速通訊系統(tǒng)故障時，將自動切換至緊急極電流限制模式。在緊急極電流限制模式下，也應(yīng)能進行功率的升降，逆變側(cè)的極電流參考值要跟蹤實際的傳輸電流值。遠動通信復(fù)原以后，限制系統(tǒng)應(yīng)自動地復(fù)原到通信故障前的運行模式或極功率獨立限制模式。59（四）高壓直流限制基本限制模式（5）極功率傳輸方向反轉(zhuǎn)換流站直流系統(tǒng)限制和愛護的設(shè)計使每個功率傳輸方向具有完全相同的限制愛護功能。直流功率和電壓以整流端測量電壓和電流作為參量60（四）高壓直流限制基本限制模式（6）極降壓運行限制模式高壓直流的每個極都具有極降壓運行限制模式。在極降壓運行限制模式下，直流極降壓的定值在500kV和350kV之間可調(diào)。在直流線路故障后，可手動也可自動進入極降壓運行限制模式。分接頭限制將調(diào)整點火角使其盡可能小以與極降壓運行限制相一樣。在任何時候都可停止電壓的上升或下降過程。在這一模式下運行時，全部基本限制功能仍起作用。61（五）依次限制與聯(lián)鎖 換流站限制愛護系統(tǒng)設(shè)置易于操作的依次限制與聯(lián)鎖系統(tǒng)，其目的是為換流站供應(yīng)平安牢靠的設(shè)備投切，直流傳輸系統(tǒng)的平穩(wěn)啟動和停運及各限制模式間的平穩(wěn)過渡。依次限制與聯(lián)鎖系統(tǒng)包含以下四個部分：62（五）依次限制與聯(lián)鎖 （a）極依次限制包括： ——閥廳聯(lián)鎖 ——極解鎖/閉鎖依次限制 ——極啟動/停止 ——功率/電流限制 ——正常/反轉(zhuǎn)功率限制 ——常壓/降壓運行模式轉(zhuǎn)換 ——直流濾波器連接/隔離——直流線路開路試驗依次限制63（五）依次限制與聯(lián)鎖（b）雙極依次限制與雙極功能有關(guān)的依次限制包括： ——雙極啟動/停止 ——主站/從站協(xié)調(diào) ——金屬回線/大地回線運行方式轉(zhuǎn)換（c）閉鎖依次處理閉鎖依次和愛護的閉鎖依次64（五）依次限制與聯(lián)鎖（d）開關(guān)限制限制開關(guān)場的開關(guān)和斷路器，開關(guān)限制中的功能是：——對于全部可操作斷路器/開關(guān)的聯(lián)鎖——處理來自操作員限制的斷路器和開關(guān)的手動吩咐——同期校驗——打開/閉合閥廳接地刀閘——極連接/極隔離——極充電/放電——直流濾波器連接/隔離65（五）依次限制與聯(lián)鎖聯(lián)鎖包括硬件聯(lián)鎖和軟件聯(lián)鎖。其中硬件聯(lián)鎖的種類包括機械聯(lián)鎖、電磁聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖。軟件聯(lián)鎖是在依次限制軟件中實現(xiàn)的，通過極控和站控系統(tǒng)對開關(guān)設(shè)備進行操作時起作用。66一、前言

二、國內(nèi)外直流限制愛護技術(shù)的介紹

三、高壓直流限制系統(tǒng)

四、高壓直流愛護系統(tǒng)

五、高壓直流遠動系統(tǒng)

六、換流站運行人員限制和監(jiān)視（SCADA）系統(tǒng)

671概述

高壓直流系統(tǒng)由各不同部件構(gòu)成：兩個換流站——通常相互間的距離很遠；架空線路的聯(lián)接線路；兩個接地極及相關(guān)的地極線。高壓直流系統(tǒng)是一相當困難的系統(tǒng)．因此，在進行愛護功能規(guī)劃時必需對系統(tǒng)的這一困難特點予以充分的考慮．大量的愛護功能之間須要精確協(xié)作并且遵從溝通電網(wǎng)技術(shù)中關(guān)于愛護重疊區(qū)的慣用原則，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的覆蓋，消退愛護盲區(qū)，實現(xiàn)愛護的選擇性，從而在發(fā)生故障時投入恰當?shù)膼圩o功能。681概述 依據(jù)換流站的特點要求，直流愛護設(shè)計應(yīng)滿足以下原則： （1）極1與極2的愛護分開，其輸入回路測量裝置也相應(yīng)分開。 （2）兩個極公共設(shè)備的愛護設(shè)在雙極層，稱為雙極愛護。每極都有自己獨立的一套雙極愛護，其輸入回路測量裝置也相應(yīng)獨立。 （3）不允許與故障極或雙極有關(guān)的愛護在雙極運行中誤跳另外的極。 （4）出現(xiàn)故障或擾動時，任何單一的愛護動作不應(yīng)造成雙極停運。（5）雙極愛護不應(yīng)依據(jù)單一的判據(jù)動作。 （6）愛護冗余配置。692換流站直流愛護分區(qū)及配置 換流站直流愛護包括五個主要愛護區(qū)： 換流器愛護區(qū)（設(shè)備位于閥廳） 直流極愛護區(qū)（設(shè)備區(qū)域包括直流開關(guān)場，極中性母線，直流線路，直流濾波器） 雙極愛護區(qū)（包括雙極中性線，地極線）換流器溝通母線和換流變壓器愛護區(qū)溝通濾波器/組愛護區(qū)702換流站直流愛護分區(qū)及配置直流愛護分區(qū)配置，廠家不同分區(qū)不同，但每個愛護區(qū)與其它愛護區(qū)均有重疊區(qū)域，確保沒有愛護死區(qū)?，F(xiàn)將每區(qū)愛護配置說明如下：（1）換流器（閥組）愛護7172（1）換流器（閥組）愛護（1）換流器（閥組）愛護

（a）第一套和其次套閥短路愛護此愛護檢測換流變壓器溝通電流，直流極線和中性母線直流電流。用于愛護閥短路和換流變壓器直流側(cè)相對相短路故障。（b）第一套換相失敗愛護此愛護檢測換流器直流中性點電流和溝通母線電壓。用于愛護由于溝通系統(tǒng)擾動或其它異樣換相工況所引起的十二脈動換流器的換相失敗。（c）其次套換相失敗愛護此愛護檢測溝通電流IVY和IVD及直流電流IDP和IDNC。用于愛護由于其它異樣換相工況所引起的十二脈動換流器的換相失敗。73（1）換流器（閥組）愛護（d）阻尼回路過應(yīng)力愛護 利用換流變壓器分接頭聯(lián)鎖愛護全部換流器設(shè)備免受溝通電壓應(yīng)力。檢測閥避雷器過應(yīng)力并避開變壓器過激磁。主要利用換流變溝通母線電壓、分接頭位置和頻率計算出志向的Udio。當Udio超過確定值時，愛護動作。（e)直流電壓過壓愛護此愛護測量直流電壓，結(jié)合直流電流和點火角α以檢測直流線路過壓。用于愛護全部設(shè)備免受由于誤操作引起的直流電壓侵害。74（1）換流器（閥組）愛護（f）閥點火失敗愛護此愛護用于檢測接到限制脈沖后，閥是否導(dǎo)通失敗及閥的誤點火。避開閥選擇旁通對的導(dǎo)通失敗或選擇旁通對引起的閥誤導(dǎo)通。(g）可控硅監(jiān)視愛護只有換流器充電時才投入此愛護。閥控單元在規(guī)定時間內(nèi)對閥的每個可控硅元件承受的電壓進行檢測。假如沒有電壓，說明可控硅損壞。假如閥的可控硅故障的數(shù)量超過一個預(yù)先設(shè)定的值，則報警。75（1）換流器（閥組）愛護（h）直流過流愛護 此愛護用于檢測并限制高溫對換流器設(shè)備的過應(yīng)力，尤其是可控硅閥。當計算的可控硅溫度過高時，用此愛護限制電流。（i）后備直流過流愛護 檢測可能給換流設(shè)備特殊是對可控硅閥帶來過應(yīng)力的過電流。主要測量最大中性母線直流電流和IVY、IVD。愛護的一部分是速動的，由過電流啟動。愛護的另一部分是可控硅閥的過載過酷愛護。76（j）大角度監(jiān)測

由于運行中的額外要求使點火角和熄弧角增大，會造成主回路設(shè)備承受的應(yīng)力增加，因此要配置大角度監(jiān)測（HAS）功能。HAS計算出對直流輸電系統(tǒng)的種種限制，它包含一個考慮閥阻尼電路、閥避雷器和閥電抗器的理論模型。77（1）換流器（閥組）愛護（1）換流器（閥組）愛護（k）閥直流差動愛護此愛護用于檢測在閥廳內(nèi)的接地故障。愛護范圍包括從低壓端至閥廳高壓母線的直流互感器（用于測量極直流電流）。在高壓端和低壓端測量的電流差值是愛護區(qū)內(nèi)接地故障的判據(jù)。閥直流差動愛護由兩部分組成：快速但相對不靈敏的部分和慢速但比較靈敏的部分。（l）后備閥直流差動愛護 檢測愛護區(qū)內(nèi)的接地故障。愛護范圍及動作判據(jù)與閥直流差動愛護相同。78（2）極愛護79（2）極愛護（a）直流諧波愛護檢測由于閥擾動、溝通系統(tǒng)擾動和限制設(shè)備擾動等產(chǎn)生的異樣諧波。假如諧波電流超過預(yù)定值，愛護動作。對于較低的諧波電流值，延時動作報警，對于較高的諧波電流值，切除換流器。（b）直流高壓母線差動愛護 此愛護用于檢測愛護區(qū)內(nèi)的接地故障。愛護區(qū)包括從閥廳高壓母線直流互感器（IDP）到極母線直流電流測點（IDL）。兩電流的差值是接地故障的判據(jù)。愛護按定時限動作。

80（2）極愛護（c）直流中性母線差動愛護此愛護用于檢測在愛護區(qū)內(nèi)的接地故障。直流中性母線差動愛護的愛護區(qū)是從閥廳內(nèi)低壓母線直流互感器（IDNC）到中性母線直流測點（IDNE）。兩個電流的差值是接地故障的判據(jù)。愛護按定時限動作。81（2）極愛護 (d)直流極差動愛護用于檢測愛護區(qū)內(nèi)的接地故障，切除故障的換流器極。直流極差動愛護的愛護區(qū)是從換流變閥側(cè)到換流器高、低壓側(cè)直流電流測點（IDL和IDNE），包括直流濾波器。極直流電流由安裝在中性母線及高壓母線的直流電流互感器和/或光纖電流互感器測得，同時測量避雷器和直流濾波器上的溝通電流，由這些電流共同推斷愛護區(qū)內(nèi)的接地故障。極直流差動愛護具有兩個部分：快速欠敏感部分和慢速敏感部分。82（2）極愛護 (e)接地極引線開路愛護用于檢測接地極引線/電纜開路，使中性母線上的設(shè)備免受由線路開路造成的過電壓。測量極中性母線電壓，較大的持續(xù)過電壓是接地極引線開路的判據(jù)。當中性母線電壓過高時，愛護發(fā)出閉合換流站直流中性母線接地刀閘的指令。假如在出現(xiàn)高電壓的同時，存在一個較低的中性母線電流，這表明接地極的引線開路，電流流過了靠近換流器的避雷器。愛護動作出口。83（2）極愛護 (f)直流濾波器過載愛護 用于檢測直流濾波器元件，使之免受過應(yīng)力。測量通過濾波器電容器組的電流，并和愛護整定值比較。跳閘指令具有足夠的時間延遲，以避開在短時過負荷狀況下的誤動。 (g)直流濾波器電容器組不平衡愛護 愛護測量電容器橋的電流和濾波器中性點的電流。用于檢測故障電容器，避開直流濾波器組中電容器單元的雪崩損壞事故。。84（2）極愛護 （h）直流濾波器差動愛護 測量濾波器在極線端和中性母線端的諧波電流，并且和愛護整定值比較。用于檢測直流濾波器區(qū)的接地故障。 （i）行波愛護 檢測直流線路的接地故障或交直流碰線故障，并接受限制手段清除故障電流，假如狀況允許，在故障清除后復(fù)原電力輸送。 （j）縱差愛護 檢測直流線路接地故障，比較兩個站的極線測量電流（IDL），對兩站的極線電流時差予以補償。85（2）極愛護（k）突變量和欠壓愛護 該愛護僅在整流側(cè)工作。接地故障的重要特征是直流電壓以較高的速率降低（電壓突變）到很低的水平。愛護檢測直流電壓和直流電流，并且具有兩個不同的檢測原理：突變量檢測和欠壓檢測 突變量檢測部分動作速度快，可以在2～3ms內(nèi)檢測出故障。假如低電壓持續(xù)時間超過預(yù)定的值，則滿足欠壓條件。86（2）極愛護 （l）線路開路試驗 線路開路試驗的愛護配置和正常運行時是一樣的。 （m）線路開路監(jiān)測（附加限制功能） 用于檢測線路開路試驗期間的直流場和直流線路的接地故障及線路開路試驗期間的換流器相間或接地故障。 （n）溝通/直流碰線愛護 檢測直流線路上的溝通基波重量。用于檢測直流線路與220kV及以上電壓等級的溝通線路碰線。愛護動作于跳閘。87（2）極愛護（o）直流/直流碰線愛護 當兩條直流輸電線路發(fā)生碰線的故障時，限制愛護系統(tǒng)目前難以對各種可能的狀況加以正確推斷?？紤]舉薦接受在兩直流線路相交處加裝機械防護。（p）逆功率方向愛護 檢測限制系統(tǒng)故障引起的功率反轉(zhuǎn)，愛護溝通系統(tǒng)及發(fā)電機。當逆功率達到中值時延時跳閘，達到高值時快速跳閘。（q）中性母線開關(guān)愛護 測量中性母線極電流。當中性母線開關(guān)打開而電流不為零則發(fā)出重合吩咐。88（2）極愛護（r）自動再起動在行波、微分欠壓、縱差等直流線路愛護動作后，執(zhí)行故障清除程序，進行再起動嘗試的功能。當檢測到故障時，向電流調(diào)整器發(fā)出“暫停”指令，并馬上將觸發(fā)角增大到900以上，使整流器進入逆變運行，整流站和逆變站都使直流線路放電，直流電流很快降到零，經(jīng)過預(yù)先整定的100~500ms的弧道去游離時間后，進行再起動嘗試。假如故障已清除，再起動邏輯將監(jiān)測直流電壓的建立，復(fù)原傳輸功率。

89（2）極愛護（r）自動再起動假如直流電壓不能建立，說明故障照舊存在，再起動不成功，重新進行移相、降電流的去游離過程。再起動的次數(shù)是依據(jù)系統(tǒng)探討預(yù)先定好的。在絕緣出現(xiàn)問題（如絕緣子污染）時，為維持電壓應(yīng)力在較低水平，可實行降壓再起動。當最終一次再起動不成功時，將閉鎖換流器，停運直流系統(tǒng)。90（3）雙極愛護91（3）雙極愛護（a）雙極中性母線差動愛護用于檢測接地極引線和極中性母線之間的接地故障并且清除故障。測量直流接地極引線、金屬回線母線和兩個極中性母線的直流電流。全部測點的電流差值是愛護區(qū)內(nèi)接地故障的判據(jù)。 本愛護在金屬回線運行方式下無效。（b）換流站接地過電流愛護 防止過高的電流流入換流站接地網(wǎng)。換流站接地網(wǎng)流入過多的直流電流會造成換流變飽和。與換流站接地刀閘串聯(lián)的直流互感器測量接地直流電流（IDGND）。過高的換流站接地網(wǎng)電流將導(dǎo)致極（或雙極）跳閘。92（3）雙極愛護 （c）后備換流站接地過電流愛護 檢測過高的站接地電流及愛護區(qū)內(nèi)的接地故障。測量直流接地極引線，金屬回線和中性母線的直流電流，全部測點的電流差值是愛護區(qū)內(nèi)接地故障的判據(jù)。 （d）金屬回線橫差愛護 用于檢測在金屬返回線上的接地故障或開路故障。金屬回路橫差愛護通過檢測接地換流站的線路電流差值來推斷接地或開路故障。只有在金屬返回運行方式下有效。 （e）金屬回線縱差愛護 檢測在金屬返回線上的接地故障或開路故障。金屬回線縱差愛護通過檢測兩個換流站的金屬返回線路電流差值來推斷接地或開路故障。93（3）雙極愛護（f）金屬回線接地愛護 檢測在金屬返回線上的接地故障。金屬回線接地愛護通過測量換流站接地電流和兩個接地極電流來檢測接地故障。（g）中性母線接地刀閘愛護 當從換流站接地網(wǎng)向接地極轉(zhuǎn)移電流失敗時，愛護中性母線接地刀閘。與刀閘串聯(lián)的直流電流互感器測量入地的直流電流（IDGND），假如刀閘不能把電流轉(zhuǎn)移到接地極，則愛護啟動重合刀閘。94（3）雙極愛護（h）后備中性母線接地刀閘愛護 愛護類別同第1套愛護。但檢測原理不同。金屬返回線直流電流與兩個接地極引線電流之和與中性母線直流電流的差值進行比較，因此愛護測量流過開關(guān)的直流電流。 愛護動作后，重合中性母線接地刀閘，閉鎖愛護。（i）中性母線刀閘愛護和后備中性母線刀閘愛護 中性母線刀閘的目的是在一極停運時把電流轉(zhuǎn)移到接地極引線上。刀閘可以斷開極與中性母線的連接。假如刀閘不能遮斷電流，則由愛護重合。極直流電流在中性母線處測量，當?shù)堕l打開而測得的電流不是零時，則向刀閘發(fā)出重合的吩咐。愛護功能只有在極隔離的狀態(tài)下有效。95（3）雙極愛護（j）大地回線轉(zhuǎn)換開關(guān)愛護 用于電流從金屬回線轉(zhuǎn)換到大地回線失敗時，愛護大地回線轉(zhuǎn)換開關(guān)。測量通過開關(guān)的電流。當開關(guān)打開但電流不是零時，愛護重合開關(guān)。（k）后備大地回線轉(zhuǎn)換開關(guān)愛護 愛護范圍和愛護動作出口同第1套愛護。但檢測原理不同。 本愛護將流過中性母線接地開關(guān)的電流與兩個接地極引線電流之和與中性母線直流電流的差值進行比較，因此愛護測量流過開關(guān)的直流電流。96（3）雙極愛護（l）金屬返回轉(zhuǎn)換開關(guān)愛護 用于電流從大地返回轉(zhuǎn)換到金屬返回失敗時，愛護金屬返回轉(zhuǎn)換開關(guān)。測量兩個接地極的直流電流。當開關(guān)打開但直流電流不是零時，愛護動作發(fā)出重合指令。（m）后備金屬返回轉(zhuǎn)換開關(guān)愛護 愛護目的和愛護動作出口同第1套愛護。但檢測原理不同。通過金屬返回導(dǎo)體的直流電流與中性母線接地刀閘電流之和與中性母線直流電流的差值的比較，愛護測量流過開關(guān)的電流。97（3）雙極愛護（n）接地極引線過載愛護 用于檢測接地極引線的過負荷。測量接地極引線的直流電流。其中一個導(dǎo)線的電流過大，則表明有接地故障或另外一個導(dǎo)線有開路故障。 愛護動作后向功率限制環(huán)節(jié)發(fā)出指令把電流降低到預(yù)定值。（o）接地極引線阻抗監(jiān)視 主要檢測接地極引線故障。通過一個串聯(lián)諧振電路向接地極引線輸入一個高頻電流，測量諧振電感兩端的電壓和注入接地極引線的電流，通過濾波處理后得到一個從輸入端看進去的阻抗。假如該阻抗發(fā)生變更，則說明接地極引線有故障。98（3）雙極愛護（p）接地極引線不平衡監(jiān)視 檢測兩個接地極引線的電流安排不平衡。測量兩個接地極引線的電流差值。假如有差值，則表明有接地故障或其中之一開路。99（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護100（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護a）換流變壓器差動愛護 該愛護比較換流變網(wǎng)側(cè)及閥側(cè)的基波電流矢量，并計及換流變及CT變比的不平衡及調(diào)壓分接頭位置變更的影響，其愛護區(qū)為網(wǎng)側(cè)與閥側(cè)的CT之間的換流變及引線。 換流變壓器差動愛護動作后將閉鎖直流極、啟動換流變溝通斷路器跳閘并閉鎖其合閘、啟動斷路器失靈。b）換流變壓器過流愛護 該愛護檢測換流變網(wǎng)側(cè)的電流有效值，動作后將閉鎖直流極、起動換流變溝通斷路器跳閘并閉鎖其合閘、起動斷路器失靈。該愛護可選用反時限特性。101（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護c）換流變壓器繞組差動愛護 該愛護按相檢測換流變壓器各繞組兩側(cè)差電流，當差電流大于整定值時愛護動作，愛護接受定時限特性。本愛護主要用于檢測各繞組內(nèi)部接地故障，愛護動作后將閉鎖直流極、起動換流變溝通斷路器跳閘并閉鎖其重合閘、起動斷路器失靈。d）換流變壓器溝通母線過電壓愛護防止持續(xù)的過電壓損壞換流變壓器及換流橋。愛護測量溝通母線每相電壓，動作于跳閘。102（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護e）換流變壓器零序電流愛護 該愛護裝在換流變壓器網(wǎng)側(cè)中性點處，作為換流變及溝通引線單相接地故障的后備愛護，愛護具有二次諧波制動特性。愛護動作后將閉鎖直流極、起動換流變溝通斷路器跳閘并閉鎖其合閘、起動斷路器失靈。f）換流變壓器過勵磁愛護 為了防止換流變壓器在過電壓期間長期過勵磁運行，本愛護通過測量電壓和頻率的比值監(jiān)視過勵磁。愛護配有兩段定值，一段發(fā)告警，二段發(fā)跳閘信號，用于跳閘的定值應(yīng)與換流變壓器的過勵磁特性曲線相協(xié)作。103（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護 g）換流變壓器飽和愛護 當雙極不平衡運行或大地回線運行方式下，直流電流在換流變中的分流都可能引起換流變飽和。本愛護檢測換流變壓器網(wǎng)側(cè)星形繞組中性點過電流，其動作特性接受換流變生產(chǎn)廠家指定的反時限特性。飽和愛護配有兩段定值分別用于告警及跳閘，跳閘信號除起動溝通斷路器跳閘外，另將起動Y型直流閉鎖，即閉鎖直流但僅在逆變側(cè)投入旁通對。

104（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護h）換流變壓器閥側(cè)接地愛護 該愛護的愛護區(qū)為換流變壓器閥側(cè)的溝通導(dǎo)線。對每個六脈動橋，當換流閥組閉鎖且換流變壓器閥側(cè)的溝通導(dǎo)線沒有接地故障時，換流變壓器閥側(cè)各相對地電壓的向量和為零。但當換流閥組閉鎖，而換流變壓器閥側(cè)的溝通導(dǎo)線出現(xiàn)接地故障且故障電流不大時，換流變壓器閥側(cè)各相對地電壓的向量和將出現(xiàn)較大的零序重量，該愛護即檢測其零序重量。愛護動作后應(yīng)發(fā)告警信號、禁止閥組解鎖、起動換流變壓器溝通斷路器跳閘。一旦閥組解鎖后，本愛護即應(yīng)退出。105（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護 i）換流變壓器及溝通母線差動愛護 該愛護原理及功能與上述的換流變壓器差動愛護相同，只是其動作區(qū)包含換流變壓器溝通母線。 j）換流變壓器及溝通母線過電流愛護 該愛護原理及功能與上述的換流變壓器過電流愛護相同，只是其動作區(qū)包含換流變壓器溝通母線。106（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護 k）換流變壓器溝通母線差動愛護 該愛護的動作區(qū)為接換流變壓器的兩臺溝通斷路器與換流變網(wǎng)側(cè)套管CT之間的一段溝通母線。愛護接受分相比較，當各側(cè)的電流矢量和不為零時愛護動作，愛護僅對基波電流敏感且對外部穿越性故障具有制動特性。愛護動作后將閉鎖直流極、起動換流變溝通斷路器跳閘并閉鎖其合閘、起動斷路器失靈。107（4）換流器溝通母線及換流變壓器愛護 l）換流變壓器限制接地故障愛護 該愛護防止由內(nèi)部接地故障或繞組故障引起的換流變初級繞組損壞。愛護具有低阻特性，比較高壓初級繞組與中性點的零序電流。超過定值愛護動作。m）換流變壓器本體愛護主要包括：泵及電動機愛護、油位檢測、氣體探測、油溫監(jiān)視、壓力釋放、油流指示、繞組溫度、SF6密度開關(guān)、分接頭壓力釋放及油流指示等。108109（5）溝通濾波器/組愛護

110111112113（5）溝通濾波器/組愛護 溝通濾波器愛護使各溝通濾波器小組的每一部件都得到愛護，使其免受過電流、過電壓、過負荷損壞，對失去電容器或電容器元件以及接地故障也可供應(yīng)愛護，溝通濾波器愛護還為濾波器的電抗器及電阻器配置了必要的愛護。114（5）溝通濾波器/組愛護 溝通濾波器大組愛護a）濾波器母線差動愛護 用于愛護濾波器母線免受區(qū)內(nèi)故障損壞。該愛護接受分相比較流入愛護區(qū)的電流，假如向量和不為零，愛護動作。愛護僅對基波電流敏感，對穿越電流不反應(yīng)。b）溝通濾波器和母線差動愛護 該愛護用于愛護溝通濾波器母線和濾波器組免受區(qū)內(nèi)故障損壞。愛護接受分相比較流入愛護區(qū)的電流，假如向量和不為零，愛護動作。愛護僅對基波電流敏感，對穿越電流不反應(yīng)。115（5）溝通濾波器/組愛護c）過電壓愛護 該愛護用于愛護溝通母線和相連的設(shè)備，使其免受持續(xù)的過電壓損壞。愛護測量濾波器母線上每相的電壓，愛護對基波和直至7次諧波電壓敏感。116（5）溝通濾波器/組愛護 溝通濾波器小組愛護 a）電容器組不平衡愛護 電容器不平衡愛護的主要目標是愛護高壓電容器組因電容元件故障導(dǎo)致的雪崩損壞。該愛護檢測兩串電容器之間的不平衡電流，其中一串的電容器故障將引起不平衡電流有較大的上升。并且測量總的濾波器電流來平衡由于電容器制造公差引起的初始電流不平衡。愛護具有3個動作水平：報警、延時跳閘、瞬時跳閘。117（5）溝通濾波器/組愛護b)電阻/電抗器諧波過負荷愛護 該愛護用于愛護電抗和電阻免受過負荷。愛護檢測濾波器電抗和電阻的諧波電流，并構(gòu)成這些元件的過酷愛護。C)零序過流愛護 該愛護用于溝通濾波器的接地故障，特殊是靠近大地的接地故障。愛護測量溝通濾波器中性線側(cè)的零序電流，該愛護僅對基波比較敏感。118（5）溝通濾波器/組愛護d)高通3次諧波低電壓電容量愛護 愛護低壓側(cè)電容器，愛護動作跳濾波器小組。e)溝通濾波器差動愛護 該愛護的愛護區(qū)域是濾波器中從高電位電流互感器到中性點電流互感器之間的區(qū)域。愛護主要用于檢測接地故障和電容器組相間短路。該愛護比較電容器組相與相之間的電流，假如向量和不為零，愛護動作。愛護僅對基波敏感。119（5）溝通濾波器/組愛護f)過流/過負荷愛護該愛護用于愛護高壓電容免受過電流和過負荷。愛護測量濾波器的總電流，僅對基波敏感。g)斷路器失靈愛護各濾波器分組都配置有斷路器的失靈愛護。該愛護將每相的測量電流和殘余電流與各自的整定值進行比較，按4取2邏輯來推斷故障。斷路器失靈愛護由其他愛護送來的邏輯上冗余的信號啟動。愛護動作將跳相應(yīng)的斷路器。1203閥冷卻限制愛護系統(tǒng)

閥冷卻限制、愛護系統(tǒng)是直流限制愛護系統(tǒng)的一個部分。每極閥組配置兩套完全獨立的冷卻限制、愛護系統(tǒng)，一運一備。閥冷卻限制、愛護主系統(tǒng)故障時將自動切換到備用系統(tǒng)，其切換過程對高壓直流輸電系統(tǒng)輸送功率沒有影響。當閥冷卻機械系統(tǒng)的工作電源故障時，閥冷卻限制、愛護系統(tǒng)將其切換到備用電源上。切換過程不會使閥冷卻限制、愛護系統(tǒng)啟動閥組跳閘。當閥冷卻機械系統(tǒng)的兩套協(xié)助電源都失去時，閥冷卻限制、愛護系統(tǒng)啟動閥組跳閘，所用時間不會造成閥過熱而損壞。1214直流愛護出口 直流愛護出口動作類型如下：·告警和啟動故障錄波 ·切換到冗余的限制和愛護系統(tǒng)（閥愛護不切換）（利用冗余的限制愛護系統(tǒng)，通過系統(tǒng)切換解除限制愛護系統(tǒng)設(shè)備故障的影響） ·閉鎖觸發(fā)脈沖（閉鎖換流器觸發(fā)脈沖，使換流器各閥在電流過零后關(guān)斷，在雙極都閉鎖時，需切除全部的溝通換流器） ·換流器緊急移相（是將觸發(fā)角快速增加到900以上，將換流器由整流狀態(tài)轉(zhuǎn)換為逆變狀態(tài)，以削減故障電流，加快直流系統(tǒng)能量釋放，便于換流器閉鎖。） ·換流器閉鎖：包括X類（不投旁通對）、Y類（整流側(cè)不投旁通對，逆變側(cè)投旁通對）、Z類（投旁通對）閉鎖。

1224直流愛護出口·跳溝通側(cè)斷路器（同時啟動斷路器失靈愛護并閉鎖重合閘）·自動再起動 ·功率回降 ·極隔離 ·閉合中性母線隔離開關(guān) ·重合轉(zhuǎn)換開關(guān) ·極限制平衡 ·閉合中性母線接地刀閘1235.換流器閉鎖在這里對換流器閉鎖作以具體說明：換流器閉鎖意味著切斷作用到換流閥的限制脈沖。當此狀況發(fā)生后一旦電流接近零，換流閥將停止導(dǎo)通。當閉鎖時，有時希望為直流側(cè)電流供應(yīng)電流通路。假如是這樣，旁通對（在同一6脈沖中聯(lián)結(jié)到相同溝通相的兩個對應(yīng)的閥）,將同時被除觸發(fā)。它在換流閥兩端供應(yīng)旁路，并且當檢測到永久接地故障時，通常運用這種方式。1245.換流器閉鎖旁通對觸發(fā)時的電流通路1255.換流器閉鎖愛護閉鎖作用能夠分為X、Y、或Z類型的閉鎖。整流器的X閉鎖通常不同時觸發(fā)旁通對的閉鎖；在逆變站，當溝通斷路器已斷開時，進行帶觸發(fā)旁通對的閉鎖。Y閉鎖是有條件的，通常在整流側(cè)進行不帶觸發(fā)旁通對的閉鎖；在逆變側(cè)，帶觸發(fā)旁通對的閉鎖。Z閉鎖通常是同時進行觸發(fā)旁通對的閉鎖。全部換流閥閉鎖吩咐是冗余的，并且對于換流閥閉鎖依次具有冗余的信號通道。1265.換流器閉鎖（1）X類型閉鎖X類型的閉鎖主要是在換流閥故障時運用。它主要是由在換流閥兩側(cè)短路所啟動的愛護發(fā)出吩咐。X類型的閉鎖也用于不能正確選擇旁通對(bypasspairs)的觸發(fā)電路故障。在整流運行方式下，閥短路將引起三相并聯(lián)的健全閥中通過大短路電流。為了在一個連續(xù)脈沖時間內(nèi)限制過電流，故障檢測必需快速。并且，必需使換流閥不帶觸發(fā)旁通對閉鎖。在逆變運行方式下，閥短路不會供應(yīng)大短路電流。因此，不必馬上閉鎖換流閥。為了限制短路電流的幅值。換流閥觸發(fā)脈沖被延時，即：保持在最小換相裕度角，直到換流閥被閉鎖。1275.換流器閉鎖完整的X閉鎖故障清除依次歸納如下：整流器：――換流閥觸發(fā)脈沖馬上延時――緊接著不帶觸發(fā)旁通對閉鎖換流閥――跳換流器進線開關(guān)逆變器：――換流閥觸發(fā)脈沖馬上延時――跳溝通斷路器――當溝通開關(guān)已啟動跳閘的同時，帶觸發(fā)旁通對閉鎖換流閥。1285.換流器閉鎖（2）Y類型閉鎖Y閉鎖通常用于不使設(shè)備受嚴峻過載的直流側(cè)故障、溝通側(cè)故障和極的手動閉鎖。――換流閥觸發(fā)脈沖馬上延時――在逆變側(cè)換流閥干脆帶觸發(fā)旁通對閉鎖。因此類似Z類型的閉鎖。在整流側(cè)，閉鎖以前，閉鎖的吩咐被延時到使電流熄弧。假如直流電流低于與電壓有關(guān)的幅值，Y閉鎖在整流側(cè)進行不帶有觸發(fā)旁通對閉鎖，否則，換流器要帶有旁通對閉鎖。129（3）Z類型閉鎖Z類型閉鎖通常用于接地故障或者與直流側(cè)有關(guān)的過電流。Z類型閉鎖通常進行換流閥觸發(fā)脈沖的馬上延時和閉鎖，并同時觸發(fā)旁通對。130一、前言

二、國內(nèi)外直流限制愛護技術(shù)的介紹

三、高壓直流限制系統(tǒng)

四、高壓直流愛護系統(tǒng)

五、高壓直流遠動系統(tǒng)

六、換流站運行人員限制和監(jiān)視（SCADA）系統(tǒng)

131五

高壓直流遠動系統(tǒng)直流遠動系統(tǒng)是指為兩站間限制愛護系統(tǒng)供應(yīng)信息傳輸和處理的系統(tǒng)。高壓直流遠動系統(tǒng)在設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)中屬于極水平一級，每極的高壓直流遠動系統(tǒng)應(yīng)與極限制系統(tǒng)一樣接受雙重化冗余配置。每個極的遠動系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)與另一極的遠動系統(tǒng)設(shè)備在電氣及物理結(jié)構(gòu)上分開，因此每個極的遠動系統(tǒng)是獨立運行的。為雙極所共用的信號的數(shù)量應(yīng)減至最少。所必需的任何雙極信號將通過各個極的高壓直流遠動系統(tǒng)進行傳送。1321）直流限制愛護對通信通道的要求為了避開直流功率崩潰，限制系統(tǒng)必須要保持整流和逆變側(cè)之間的電流裕度，即始終保持整流側(cè)比逆變側(cè)高10％。在電流指令變更時，兩側(cè)的電流指令變更有嚴格的先后依次。如增加電流指令時，先增加整流側(cè)；減小電流指令時，先減小逆變側(cè)；電流指令在額定值3％以內(nèi)變更時，總是先或增加減小整流側(cè)電流。兩側(cè)電流指令的同步要求通道傳輸速度極高，應(yīng)少于20ms；功率調(diào)制指令的傳輸速度可慢些，也應(yīng)少于300ms。