摘要:富宁换流站在直流系统解锁过程中，多次发生59ACVW保护误动，导致不能解锁。本文就该保护误动原因进行分析，查明主要原因为电压回路谐振引起，提出采取串联电阻法消除谐振的措施，成功解决了59ACVW保护频繁动作的问题。
关键词：解锁；59ACVW保护；谐振
引言
在换流器保护中，接地零序过压保护（59ACVW）是检测换流变压器阀侧交流导线上的接地故障并禁止换流器解锁。富宁换流站在运行过程中，多次出现在直流系统解锁时，59ACVW保护动作导致换流阀不能解锁，但实际换流变压器阀侧交流导线上并未出现接地故障，此保护动作以属于误动作，给值班人员的正常操作和设备安全运行带来了很大的影响。本文就59ACVW保护误动原因进行分析，提出有效的应对处理措施，对解决类似有此故障问题的换流站故具有一定的借鉴意义。
1 59ACVW保护原理
当换流变压器阀侧发生接地故障时，三相电压的矢量和(UVY_a+ UVY_b + UVY_c)不为0，等于接地相电压值。该电压适用于Y/Y变压器阀侧及Y/D变压器阀侧，选择的定值应低于最低可能的阀侧电压（换流变分接头在起始位置）。动作判据如下：
当极控系统发出换流阀解锁命令时，59ACVW保护自动投入，待解锁正常后59ACVW保护自动退出。极保护检测到UVY_a + UVY_b + UVY_c >0.2pu或UVD_a + UVD_b + UVD_c >0.2pu时，延时1500ms发禁止解锁命令。在换流阀闭锁状态下，该保护用于检测换流变阀绕组的接地故障，保护只在系统闭锁状态下使能，对阀侧绕组接地故障保护正确动作，系统解锁时不动作。
2 59ACVW保护误动原因分析
2.1 59ACVW保护动作情况
富宁换流站在2016年直流调试期间，以及2017年1月永富直流工程孤岛试验和直流运行期间，极1、极2均出现59ACVW保护动作禁止解锁命令。经录波分析，极1三套保护Y/D的C相电压异常，极2三套直流保护Y/D的B相电压异常，并且保护动作时刻换流变故障录波阀侧电压均正常。
极保护用录波中的电压波形中C相电压异常，3U0大于0.2pu，59ACVW保护动作正确。出现阀侧二次电压异常时，现场工作人员的临时处理措施是将接入极保护屏上的异常相阀侧电压二次端子划开再合上，阀侧电压测量值能够恢复正常，禁止解锁信号消失，可以正常解锁，结合故障时现象，初步判定为三套保护自身阀侧采集电压畸变导致异常。
2.2 电压畸变原因分析
极保护用的电压是取自换流变阀侧套管末屏电压，厂家人员到现场对末屏分压器进行2次检测，分压器输出电压均正常，确定阀侧电压异常与分压器无关。富宁换流工作员对二次回路进行检查，二次回路正常。因此，工作人员重点对分压器接入极保护屏的整个回路是否产生谐振进行分析。
末屏电压一次和二次测量回路的等效电路见图1和图2。
图3 简化的L、C并联电路
忽略一次CVT电容线路和自身阻抗，互感器忽略直流电阻，得到如图3所示的简化模型。从原理图可以看出，末屏电压互感器采用电容器分压，呈容性，二次PT采用电磁式互感器，呈感性，等效电容和等效电感会在某个特定的频率产生谐振，导致电压信号畸变和过压。
2.3 谐振点计算及谐振机理
以上是非饱和情况下的计算结果，当闭锁瞬间产生低频谐波造成分压器与互感器模块间的谐振时，因为并联谐振为电流型谐振，谐振电流非常大，互感器进行饱和状态，此时，L值变为非线性状态，谐振点无法确定，且即使低频分量消失，谐振依然维持。
3 处理措施
从以上分析得知，换流器闭锁时，由于换流变阀侧套管分压器与极保护电压回路形成并联谐振，导致阀侧电压畸变异常，造成59ACVW保护动作而禁止解锁。为永久消除此种设备隐患，我们采用串联电阻法的方法来消除谐振。
图4 串联电阻示意图
串联电阻法是在极保护装置的TVM10A板卡增加电阻（图4所示），从而增加回路电阻，使换流阀闭锁时能快速消除谐振。电阻值大小主要考虑能快速消除谐振能量的同时，也能保证测量精度，因此，经过计算，串入15K的电阻较为合适。
通过此方法处理之后，经过半年多的运行，富宁换流站直流进行了多次解锁，均未发生59ACVW保护误动的情况。
结论
富宁换流站在直流解锁过程中，多次发生59ACVW保护动作，导致不能解锁。通过分析产生保护误动的原因，查明主要原因为电压回路谐振引起，提出采取串联电阻法消除谐振的措施，成功解决了59ACVW保护频繁动作的问题。实践证明，采用电压回路中串联电阻的方法消除谐振是切实可行的措施，此方法可推广到同类型故障的换流站中运用。
参考文献：
[1]许继直流输电系统公司.±500kV永富直流工程保护定值研究报告[Z].2015，10，P110、P117.
[2]许继直流输电系统公司.±500kV永富直流工程直流保护设计规范[Z].2015，P15.
[3]富宁换流站换流变ABB套管选型报告[Z].2014.
[4]云南电网有限责任公司文山供电局．富宁换流站运行规程［Z］．2016，P18-6．
论文作者:苏云东
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：谐振论文; 电压论文; 解锁论文; 富宁论文; 回路论文; 电阻论文; 动作论文; 《防护工程》2017年第15期论文;