换流站直流电源系统存在问题及解决论文_刘进,李阳

摘要：换流电直流电源系统是电网系统的的一个重要的控制保护系统，换流站运行时间长导致其运行性能存在一些缺陷，会给当地的电网运行带来较大的影响，本文就某换流站直流控制系统在运行维护中存在的一些问题和解决的措施进行分析，为类似高压直流输电工程的运行和维护提供参考。

关键词：直流电源；系统问题；解决措施

直流电的输电系统中，直流控制保护系统又叫直流保护系统，在整个设备的运行过程中起着重要的作用，能够直接关系到整个直流输电系统的安全和稳定运行。直流系统一旦发生故障变会是直流输电系统单、双极强制停运的主要原因。本文结合某换流站，分析直流电源系统存在的问题及解决。

1、换流站直流电源系统概况

本文选取三沪二回±500kV直流输电系统的受端换流站为对象，为典型逆变站。直流场主接线选择双极直流典型接线，每级1组12脉动换流阀组，变压器选择单相双绕组，运行方式种类较多，如双极、单级金属回来运行等，其构成如图1所示。

图1 ±500kV直流输电系统示意图

直流电源保护系统包括直流极保护系统与直流滤波器保护系统。前者选择三重化冗余配置与“三取二”选择出口的概念；后者根据元件完全双重化配置。每一重直流保护系统具备独立的电源回路，并对互感器二次线圈测量。

2、直流电源系统运行现状分析

通常情况下，换流站直流电源系统的构成如下图所示，其中，存在两路交流输入电源作为备用部分，交流配电单元通过判定后完成模块充电，电流的流失与获得自动完成。换流站设备的最大特点是数量大、油气绝缘间隔多、旋转设备多、设备间联系紧密。

图2 直流电源系统示意图

换流站有完整的控制保护系统，监控自动化水平高、智能化水平高、报警信息完善。实际上全站范围内大量的信号都已可以实时采集上送。以换流变压器为例上送到运行人员工作站的信号包括：绕组温度、油温、分接头挡位、在线气体分析结果等。通过进一步增加带电检测和在线监测可以获得：本体及分接开关油位、绝缘油色谱、红外测温图谱、SF6套管气体压力、铁心及夹件泄漏电流。可见在获得这些状态量的基础上结合运行工况分析，可以全面有效的判定换流变压器的完整性。

3、直流电源系统双极中性母线差动保护分析

中性母线到接地极线引线间的故障检测通过双极中性母线差动保护实现，检测原理是依据运行方式对比中性母线与接地级引线的直流电流。

图3 直流场一次接线示意图

如图3所示为直流场一次接线图，考虑到直流系统运行方式的差别，单机运行背景下，保护策略中IDNE2和IDNE1取量时并未将开关或刀闸位置考虑在内，停运极上注流造成双极中性母线差动保护动作，造成运行极闭锁，因此IDNE取量时要选取开关0010和刀闸00102的状态，如图4所示。

图4 双极中性母线差动保护逻辑示意图

类似问题在站接地后备保护等双极保护中同样存在。此外，双极中性母线差动保护判据中引人接地极避雷器电流量IANE，但在软件中将IANE设为0，造成差动电流存在误差。软件中应该增加IANE取量，避免误差情况的出现。

4、结语

综上所述，换流站直流电源系统长期使用会导致器件衰老，功能减退等问题，严重时会给当地的电网带来严重影响。因此需要结合实际情况做好提升改造工作，具体还应该从充电装置、智能管理以及数字化监控系统等方面入手。通过降低系统维护工作量，从而提高直流电源工作的可靠性和安全性。

参考文献

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论文作者:刘进,李阳

论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期

论文发表时间:2018/12/12

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