高压直流输电保护课件PPT推荐.pptx

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安全性：

保护设备本身应设计成耐故障型的，无论硬件或软件，都应具有尽可能完善的自检功能，以防止由于保护设备故障而造成不必要的停运。

可靠性：

每一设备都应设置两套不同原理的主保护（如无不同原理的则应双重化）和后备保护，万一主保护拒动时，后备保护应能检出故障，将所保护的设备安全停运。

每一保护区至少要有两套独立的保护电路。

同一保护区的独立保护电路应使用不同的原理、测量设备及电源。

在不能使用不同原理的场合，则应按完全多重化设计。

直流保护配置要求双向性：

由于直流输电具有双向性（整流和逆变），因此，所设计的保护应既能适用于整流运行，又能适用于逆变运行。

独立性：

每一保护都应有通往断路器的单独的跳闸路径和通往换流器控制系统的单独的闭锁路径。

保护每一设备的两套独立的保护电路在物理上和电气上都应分开，使得当一套保护检修时，不影响另一套保护运行。

正确配合：

所有直流保护之间、直流保护和交流保护之间，都必须正确配合，不应无故越级动作。

直流保护配置要求带电测试：

保护应设有试验位置，使得有可能在运行中测试保护功能而不影响直流系统运行。

保护复位：

所有因设备故障引起的保护跳闸都应手动复归。

其它要求：

所有保护报警、跳闸都应分别指示。

所有交流断路器的各跳闸线圈都应配备监视回路。

换流站保护布置应使得清除故障时切除的换流单元尽可能的少。

直流保护功能配置分区配置交流开关场保护阀厅保护直流开关场保护直流线路保护接地极线路保护交流开关场保护本保护区域包括换流变压器、交流滤波器及并联电容器、换流母线设备等。

换流变压器同常规电力变压器一样，具有本体保护，在电气上还配置有各种主保护和后备保护。

在直流输电系统中，换流变压器的分接开关控制十分重要，并且动作频繁，因此应特别注意分接开关的位置及机械部件的监测和保护。

交流开关场保护换流变压器保护交流滤波器及并联电容器保护交流母线设备保护其它设备保护换流变压器保护换流变压器与常规变压器相比，其特点是流过绕组中的电流含有较大的谐波成分，这是换流变压器保护需要特别注意的问题。

在规定的运行条件下，所装设的保护应能对所保护的换流变压器所有类型的内部故障和外部故障作出正确反应，并能适应各种运行方式。

换流变压器保护保护构成具有谐波制动的快速差动保护电流速断及带时限过流保护中性点接地过流及中性点接地的星型绕组非金属性接地故障继电器轻瓦斯和重瓦斯继电器油温检测绕组温度检测铁芯饱和检测换流变压器保护对于换流变压器内部短路等严重故障，在跳开相应断路器之前，应快速停运直流系统。

而对于油温过高等情况，则应区别情况，进行报警或延时发出跳闸信号及停运直流系统信号。

交流滤波器及并联电容器保护各交流滤波器及并联电容器分组的每一元件都应当得到适当保护，使其不被过电压、过电流或过负载所损坏。

对于电容器组或电容器元件故障及接地故障也应进行保护。

例如，发生在交流滤波器或电容器分组中的接地故障可考虑用差动、电流速断进行保护，过负载用带时限过流予以保护，而电容器故障则可用不平衡保护。

对于设备故障引起的保护跳闸应手动复归。

各保护跳闸应分别报警。

在交流滤波器分组中发生过负载、接地故障或电容器故障引起的保护跳闸，只应跳开此分组的断路器，而过压保护动作则应跳开整组以及各分组的断路器。

发生在交流滤波器或电容器分组中的接地故障可考虑用差动、电流速断进行保护，过负载用带时限过流予以保护，而电容器故障则可用不平衡保护。

对于双调谐滤波器，还应装设谐波过电流保护。

交流滤波器及并联电容器保护由于在交流滤波器中及在并联电容器组中都有大量的电容器单元，少量的电容器单元故障对滤波器特性的影响不大，往往并不需要立即切除相关的滤波器分组，而可以根据损坏的电容器单元数的多少，采取不同的保护措施。

电容器组的三段式动作方式第一段：

第一段定值的选择，应使得承受应力最高的电容器元件上的电压应力，在任何运行条件下，都不超过所设计的连续额定应力。

第一段检测动作只发出报警信号。

在第一段检测已经报警的情况下，该滤波器或电容器组应能继续运行。

第二段：

第二段定值的选择，应使得承受应力最高的电容器元件上的电压应力，在任何运行条件下，都不超过所设计的连续额定应力乘以再坚持运行两小时所允许的减少定额系数。

另外，此定值还应与过负载保护相配合。

第二段检测动作应立即报警，且两小时后跳开故障分组。

如果故障是由电容器不平衡保护所检知的，当另一电容器支路的电容器也发生故障，从而使不平衡条件消失时，则第二段报警及跳闸的定时不应被复位。

第三段：

第三段定值的选择应避免电容器元件雪崩损坏，但不应比起动第二段报警所需故障元件数还少。

另外，承受最高应力的电容器元件上的电压应力，不应超过所设计的连续额定应力的两倍。

第三段动作应立即切除该分组。

电容器组保护如果电容器采用内熔丝型的，则应配备适当设备，用来在断电情况下，不拆除连线就能寻找电容器中的故障。

另外，可以考虑在年度检修时对使用这种电容器的滤波器支路进行重新调谐，即容许其内部电容单元的少量随机性失效而不必一定要更换电容器。

交流母线设备保护换流站交流母线设备的故障，可按常规采用母线差动保护。

但是，对母线电流中可能出现的谐波电流，应给于足够的重视。

母线还应设置交流过压保护，当交流过电压不能被主要过压限制措施限制在规定的幅值和持续时间范围内时，应切除交流滤波器。

此保护虽然不是限制过电压的主要手段，但可起到后备作用。

其它设备保护换流站交流进线也应在保护范围之内，其保护类型和定值都必须与交流系统保护相配合。

换流站中的辅助设备，如换流阀的冷却设备，变压器、电抗器的冷却设备，断路器的压缩空气系统，蓄电池及其充电系统，不停电电源等，都应配置监视和保护装置。

当这些设备失去备用时，相应保护应报警。

当某设备的功能失效，致使它所服务的设备可能遭受过应力时，相应保护应发出跳闸信号。

阀厅保护在阀厅穿墙套管以内的所有高压设备，包括换流阀组、高压母线、中性母线等都应得到完全的保护。

对于换流阀臂短路、阀点火不正常、逆变器换相失败、阀组过电流等故障，可考虑采用阀桥差动、极差动、检测直流电流中的基频分量、检测逆变器熄弧角大小、交流侧电流速断、带时限过电流等保护措施。

阀厅保护对于整流器，阀臂短路是非常严重的故障，威胁到同一换流组的其它阀臂的安全，保护动作应立即闭锁换流器点火脉冲，停运直流系统，并跳开交流断路器。

对于逆变器，阀臂短路的后果的严重程度和连续换相失败差不多，一般采取逆变器投旁通对，整流器移相闭锁，停运直流系统并跳开交流断路器的措施。

对于整流器，阀组出口短路会产生很大的短路电流，应采取立即移相点火脉冲，然后闭锁换流器，停运直流系统的措施。

阀厅保护对于逆变器换相失败故障，应区别对待。

由于偶尔单次换相失败，对直流系统运行产生的扰动不大，且往往能够自行恢复（通常在5080毫秒内即可恢复正常），因而只需报警，不必采取其它措施；

对于连续的换相失败，则应区别不同情况，经过适当的延时后停运直流系统。

阀厅保护还应考虑装设一种防止换流器事故扩大的特殊保护，即所谓“紧急触发保护”。

当换流器发生故障，相应快速保护应立即动作，闭锁换流器。

此时短路电流在出现第一个波峰后就应降至零。

如果继第一个波峰之后，又出现第二个波峰，就意味着某桥臂已暂时失去正向闭锁能力，或闭锁信号回路故障。

紧急触发保护检测到这种情况时，就向此六脉动桥的所有桥臂同时发出连续的点火脉冲，造成换流变压器阀侧连续短路，迫使变压器交流保护动作，跳开换流变压器网侧断路器，以免事故扩大。

在换流变压器阀侧绕组的交流连线上存在持续接地故障的情况下，或者某阀上已失效的晶闸管数量已超过冗余数量时，阀组保护应禁止该阀组起动。

直流开关场保护直流母线保护直流平波电抗器保护直流滤波器保护直流母线保护在所有运行条件下，保护都应能检测到站内极母线或中性母线的接地故障，并执行必要的清除故障功能。

保护应能正确地区分站内故障和直流极线故障。

而且，各极母线的保护应和中性母线的保护分开。

通常，直流母线的保护可以采用直流极母线差动、直流中性母线差动、直流电流速断及带时限过流等保护。

在金属回线运行方式下，中性母线接地故障保护的保护区应扩大到当作金属回线导体的那一极直流线路出口。

直流平波电抗器保护如果直流工程采用的直流平波电抗器是空气绝缘型的，且已完全处于直流母线保护的保护之下，就不必再装设其它保护。

根据葛上高压直流输电工程的运行经验，对于这种形式的平波电抗器的匝间绝缘，应具有适当的保护措施。

如果是油绝缘型的，则应加装适当的保护，如瓦斯保护，油温过高、冷却系统故障保护等。

直流滤波器保护对于直流滤波器的电容器、电抗器和电阻器，都应设置必要的保护，使它们免遭由于谐波电流超标或者由于过电压而产生的过应力。

常用的保护有电流差动、电容器不平衡保护等。

根据我国葛上高压直流输电工程的经验，如果滤波器采用双调谐结构，其低压侧电容器的保护不可忽视。

在葛上工程中，此电容器未设置专门保护，但却出过不少故障。

对于电容器故障的处理方式，可考虑和交流滤波器的电容器故障一样。

直流线路保护直流线路可能发生的故障有极线开路、极对地短路、极线间短路。

若直流线路跨越交流线路，还可能发生交直流导线碰线的故障。

但对于长距离高压直流线路而言，发生机率最高的是雷电引起的或线路绝缘子污秽造成的对地闪络故障。

直流线路对地短路瞬间，从整流侧检测到直流电压下降和直流电流上升；

从逆变侧检测到直流电压和直流电流均下降。

直流线路保护直流线路保护应能检测到线路的任何一点上可能产生的各种故障，并能有效地清除故障。

每极都应装设多重快速保护。

此外，还要装设一些保护来检测高速保护检