关键词：直流保护动作；运行人员；应对策略。
Handling strategy of operators after protection action of HVDC transmission system
GZ Bureau, CSG EHV Power Transmission Company Zha Guangnian,CSG Electric Power Research Institute Pan Yaxian
Abstract: HVDC has obvious advantages in long-distance large-capacity transmission and power system interconnection, and plays an important role in China's west-east power transmission and national interconnection. High voltage direct current transmission systems are often large capacity transmission channels. If they cannot be handled quickly and accurately after protection actions, the power grid load supply will be affected. Therefore, higher requirements are put forward for the emergency handling capacity of operators. By analyzing and summarizing the operation experience and typical event analysis of the HVDC transmission system in China Southern Power Grid, this paper puts forward the disposal strategy for operators after the protection action of HVDC transmission system, and illustrates in detail the application process of the disposal strategy for operators after the protection action through example analysis, which has a very important guiding significance for quickly judging and locating the fault point, isolating the fault point and resuming the operation of HVDC system in time.
Key words: DC protection action; Operators; Coping strategies.
0.序言
直流系统的保护基本属于系统保护，它包括换流器、直流开关场、中性母线、接地极及接地极引线、直流线路及交流开关场保护等不同保护区域的保护功能。直流系统为了防止直流保护装置本身的故障降低直流系统的运行可靠性，直流保护采取冗余配置方式。南方电网的直流工程配置会略有差别，天广、贵广I、II直流工程配置为三取二，云广、两渡工程配置两套冗余配置。
1直流保护动作因素分析
导致直流保护动作的因素很多，大致可以分为以下四类：
（1）直流系统以及与直流系统相连的交流系统一次设备故障。
直流系统一次设备发生短路、接地故障时会导致保护系统动作。直流保护保护区域和动作后果复杂，不同区域设备的故障，不同类型的故障，对直流系统的影响有所不同，直流保护会有不同动作策略。如直流线路发生瞬时接地故障，直流系统再启动；直流开关场区域发生瞬时接地故障，直流系统闭锁；接地极引线及接地极发生瞬时接地故障时，不同的运行方式下的动作后果不同。与两端换流站相连的交流系统故障时会影响直流系统运行。如整流侧发生交流系统故障时可能导致50-100Hz直流保护动作，逆变侧发生交流系统故障时可能导致换相失败直流保护动作。
（2）保护装置故障
直流保护装置由数据处理板卡、采样板卡、通讯板卡、开入开出板卡、电源等硬件组成，某些元件故障可能导致保护误动作出口闭锁直流。
（3）测量系统故障
传统交流保护CT二次量通过电缆直接送至保护装置。与传统交流保护不同，直流系统为了保证可靠的调节及保护功能，设置了完整的冗余直流测量系统。测量系统故障时，可能导致直流保护误动作。
（4）人为误操作
有人工作时，人为原因如误断电、误触碰端子等行为，有可能导致保护装置故障、测量装置、一次设备故障进而导致保护动作，定值整定错误亦有可能导致直流运行时发生保护误动作。
2保护动作后应急策略
直流保护动作后，运行值班人员可参照以下步骤开展应急处置。
（1）查看运行人员工作站（直流监控事件记录系统），筛选出关键信息
保护动作后往往会出现大量事件信息，稍有疏忽可能就会遗漏关键信息，造成事故的判断偏差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆运行人员应重点关注分析以下四个方面情况：
1）直流系统是否闭锁，传输功率有无变化，直流电压有无变化；
2）先分析导致直流跳闸的保护动作信号、再关注不跳闸的保护动作信号；
3）各冗余保护装置动作情况，是否一致；
4）根据导致直流跳闸的保护动作信号立即安排人员现场检查一次设备状态。
（2）现场检查
结合工作站信息，事故发生后，运行值班人员按照先检查一次设备状态再检查二次设备状态的原则开展现场检查。
一次设备检查直流场、阀厅区域、换流变及相连交流部分一次设备有无放电痕迹，避雷器等有无放电，各表记数据是否正常；
二次设备检查组检查现场保护装置动作情况，打印并核对保护装置定值正确性；读取保护装置报文及录波，查看冗余保护是否同时启动；读取故障录波装置录波，线路故障时还应查看故障测距动作情况。
（3）故障定位分析
结合SER，故障录波、现场检查情况等，章节2中四类因素导致直流保护动作时分别有不同的特征。
1）一次设备故障；
一次设备故障有如下特征：保护装置内录波波形一致，启动情况一致且启动量相同；保护装置与故障录波装置波形一致；波形特征符合一次设备故障特征；站内设备故障，检查现场有放电痕迹或者套管压力低、避雷器有放电等特征，线路和接地极线路，输电部门检查有放电现象。故障时现场无人工作。
2）保护装置故障；
保护装置故障特征如下：保护装置动作情况不一致，仅单套保护启动并动作，其他保护并未启动或者启动量与动作保护装置不一致，查看保护装置录波与故障录波装置和其他保护装置波形不一致，检查现场没有一次设备放电行为，测量系统无告警，现场没有人工作。
不同冗余设置方式单套保护装置故障出口后果不同，贵广I、II回等直流保护三取二出口，单套保护装置故障动作后不会造成直流闭锁。云广、两渡直流保护两套装置冗余保护，保护装置故障误动作会导致直流闭锁。
3）测量系统故障
目前所用南瑞PCS-9550保护系统、西门子SIMDYN D保护系统、TDC保护系统在设计原理上，测量系统故障时都会闭锁相关量保护，避免保护误出口。但一次测量故障时测量系统无法闭锁相关保护。
测量系统故障特征如下：检查一次设备正常，保护装置内录波波形一致，启动情况一致且启动量相同；保护装置与故障录波装置波形一致；波形特征与正常一次设备故障不符。
4）人为因素故障。
保护装置后备保护动作，主保护未动作，保护装置动作情况可能一致，检查一次设备现场无异常，检查二次设备会有告警等故障，现场有人工作，所触碰回路和保护动作故障量相关。
现场检查无异常，保护装置与故障录波装置波形无故障特征，核对保护装置定值发现整定错误。
（4）故障隔离与消除
根据故障定位分析和现场检查情况，针对不同类型故障，采取不同的故障隔离措施，快速恢复直流系统运行。
1）一次设备故障。往往需要隔离故障极，如果是直流中性母线区域故障，甚至需要停运整个直流系统。如果是高压直流母线区域故障，则可考虑采用单极金属方式运行。对于特高压直流来说，单阀组区域故障只需隔离单阀组即可，本极的另一个阀组可继续运行。
2）保护装置故障。由于是直流保护都是冗余配置，如确定是保护装置故障导致保护出口动作，则考虑隔离故障的保护装置尽快恢复运行。
3）测量系统故障。直流保护的测量系统二次部分也是冗余配置，因故障导致保护跳闸往往是光PT或光CT本体故障。也需要参照一次设备故障处置原则来处置。
4）人为因素故障。人为因素分为两种，一种是误断二次空开，另一种是检修工作过程误碰端子或误加电流电压量。误断空开的确认原因后，可立即恢复空开并解锁直流系统，检修作业过程中误操作导致的则需暂停检修作业，待查明事故原因后，做好隔离措施再开展检修作业。
3实例分析
以溪洛渡右岸输送广东直流工程逆变站直流线路CT测量故障为例，按照四步法，能够快速定位处置故障，尽快恢复直流系统运行。事故时的监控事件信息如图1所示。
图1
首先筛选关键信息。查看工作站界面发现直流已经闭锁，查看事件记录系统发现线路纵差保护动作，并向对侧发出线路保护动作信号；两套保护装置动作情况一致。报警的保护暂且不用分析。该保护是两站高压直流线路电流互感器测量值做差与保护定值做比较，所以应立即检查两站高压直流线路电流互感器之间的一次设备状态，通知对站也做检查。同时查看直流线路故障定位有无启动。经查两站一次设备无明显故障，直流故障定位也未启动，再检查保护装置也未发现明显异常。当时也没有人员工作，查看故障录波同一回路不同测点的电流变化情况，发现本站高压直流线路电流互感器测的的值与同一回路其它测点测的值存在明显偏差，由于直流电流是单向流动的，如果该测点测的电流值有变化，电流流向后面的测点也应有变化，那么就可以判断是该电流互感器测量故障且是本体测量故障，需要更换。
4结论
本文通过分析直流保护动作因素，总结出了运行值班人员在直流保护动作后应急策略。同时结合实例应用该应急处置策略。对运行值班人员快速准确的处置直流保护动作故障有重要的借鉴意义。
参考文献：
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作者简介：
查光年（1986-），男，陕西商洛人，工程师，从事高压直流输电系统研究及运行维护工作；
潘雅娴（1986-），女，云南昆明人，工程师，硕士，从事高压直流输电系统仿真研究工作。
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论文作者:查光年
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/12/2
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