（南方电网超高压输电公司曲靖局 云南曲靖 655000）
摘要：针对近期牛从乙直流极2直流电压出现的异常波动现象，根据牛从直流控制策略、故障录波图、交直流功率测量值等对导致电压异常波动的原因进行了分析，查找出导致电压波动的原因，并结合实例讨论了电压异常波动对直流输电系统稳定运行可能造成的影响。
关键词：直流输电；直流控制策略；电压异常波动；交直流功率；
溪洛渡右岸电站送电广东±500 kV 同塔双回直流输电工程额定功率6400MW，单极功率1600MW。2016年7月7日以来，牛从乙直流极2直流线路电压多次出现波动。本文分析了这一异常现象的原因及对系统稳定运行可能造成的影响。
1 电压异常波动现象介绍
2016年07月07日，牛寨站发现牛从乙直流极2多次出现整流测直流电压测量值比正常电压偏低，逆变侧直流电压测量值偏高的异常情况。
正常情况下，牛寨站直流电压为500kV，从西站直流电压为470kV左右，从趋势图可以看出：牛寨站直流电压测量值最低为475kV左右，此时从西站直流电压测量值为500kV左右。
2 电压波动异常分析及处理
2.1直流电压异常波动原因分析
2.1.1测量值分析
直流电流约3000A，单极直流线路电阻约10欧姆，直流线路压降约为30kV，整流侧直流线路电压测量值为490kV，逆变侧直流线路电压测量值为480kV，由测量值计算出的直流线路压降约为10kV，与实际线路压降30kV不符，由此可确定整流侧和逆变侧直流线路电压测量值中必有一个测点测量异常。
对现场数据观察，发现极控值班系统和备用系统中直流线路电压测量值相同，由于直流线路电压测点二次侧两通道同时异常的可能性较小，由此推断一次设备公共部分发生测量异常的可能性较大。
2.1.2测量系统异常定位
由上文分析，可以初步确定牛寨站、从西站直流线路电压其中一站测点测量异常，到底是牛寨站测点异常还是从西站测点异常，尚需进一步定位，现结合现场数据做如下分析：经现场核实，牛寨站和从西站除牛从乙极2外其他各极直流电压均正常。从西站牛从乙极2交流侧功率和直流侧功率测量值列表如下所示。
表中直流侧功率是由极控系统中检测到的直流电压和直流电流相乘得到的功率值，交流侧功率是交流站控系统中检测到的交流电压和交流电流计算出的功率值。正常情况下，直流功率计算值和交流功率计算值相差很小。当直流电压测量值偏高时，直流侧功率值会大于交流侧功率值。
由上表可以推断，本次现场异常是由于从西站直流电压测量偏高导致。直流电压偏高约25kV，乘以直流电流3000A左右，直流电压测量引起的功率偏差约75MW，与上表中的72MW接近。
2.1.3直流控制系统响应分析
正常情况下，整流侧控制直流电流，逆变侧控制直流电压。全压运行时，逆变侧电压控制器的控制目标为保持整流侧的直流电压为额定值500kV，即：逆变侧电压控制器的目标值为500kV减去直流线路压降，电压控制器的实测值为直流线路电压测量值减去中性母线电压测量值。其中，双极平衡运行时，中性母线电压为0，直流线路压降为两站实测直流线路电压差值经滤波后的平滑值。
当逆变侧直流线路电压测量偏高时，直流线路压降计算逻辑中由于存在滤波延时不会发生突变，逆变侧电压实测值升高，而目标值基本不变的情况下，逆变侧电压控制器会迅速增大关断角，减小直流电压，此时直流实际电压降低，整流侧电压会小于500kV。牛寨站直流电压降低至490kV，线路压降为30kV左右，可以计算出实际从西站直流电压值为460kV左右，而电压测量值为480kV，此时比实际值偏高约20kV。随着从西站直流电压测点异常的出现和消失，两站直流电压测量值发生波动。
2.1.4 测量系统故障原因分析
直流电压测量设备主要由直流分压器、电阻盒、远端模块及合并单元等部分构成。
从西站电压测量出现异常时，极控主备系统收到的测量信号均相同，考虑到极控主备系统收到的测量信号来自不同的远端模块，故可排除远端模块及合并单元等后续设备出现异常的可能性，问题原因应出现在公共环节，公共环节主要有四处：分压器（包括分压器高压臂及低压臂）、电阻盒、信号线与分压器连接点及信号线与电阻盒连接点。
3 直流电压异常波动的影响
本次牛从乙直流极2直流电压波动随为造成实际的影响，但若直流电压波动异常导致整流侧直流电压比正常值高15 kV 左右，长期运行会对一次设备产生一定影响，除此之外，还会对系的稳定运行产生一系列严重影响。
1） 交直流功率偏差过大，可能导致极控误判为软件故障，造成闭锁。天广直流极控系统中，交直流功率偏差的主要作用是对极控系统本身故障进行监视。当测量回路出现故障时，不论是换流器交流侧还是直流侧故障，只要该极的交直流功率偏差大于0.5 并保持50 ms 的时延，或者大于0.1 并保持2 s的时延，极控系统就会发出告警信号。如果是主系统告警，则通过切换逻辑，极控将切换至备用系统运行；如果是备用系统告警，极控不切换；如果是2 套系统同时告警，极控系统不可用，将导致直流系统单极停运。
2） 逆变侧实际电压过高，可能导致直流线路电流偏低，引起保护动作。2007 年4 月27 日22 时32 分，天广直流系统双极负荷200 MW 运行，逆变侧直流零电流保护动作，导致极I闭锁。由于广州站极I直流电压测量错误，导致天生桥站极I触发角减小，直流电压上升，其触发角减至5%后不能继续降低，实际电压无法再升高，但此时广州站极I实际直流电压仍在升高，从而导致直流线路压降减小，电流降低。直流电流低于0.08（对应160 A） 并保持3 s 的时延后，直流零电流保护动作，停运极。
参考文献：
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[4]陈立，周翔胜，林睿.贵广直流系统双极相继跳闸事故分析.南方电网技术研究，2007，3（2）
论文作者:侯云川,刘百爽,杨蒙宾,陆健,施礼兴,范冬春
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/26
标签：电压论文; 测量论文; 异常论文; 功率论文; 线路论文; 系统论文; 西站论文; 《电力设备》2017年第5期论文;