特高压直流输电工程系统调试的安全技术措施研究

童凯，陆承宇，蔡耀红，阮黎翔，宣佳卓

（国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014）

输配电技术

特高压直流输电工程系统调试的安全技术措施研究

童凯，陆承宇，蔡耀红，阮黎翔，宣佳卓

（国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014）

溪洛渡—金华±800 kV特高压直流输电工程交流系统和直流系统分阶段投运，为保证直流系统调试期间交流场能够安全稳定运行，必须进行安全隔离。对交流系统与直流系统的相互影响因素进行了详细分析，并归纳总结，提出了相应的软/硬件安全隔离技术措施，可供后续有关直流工程参考。

宾金直流；系统调试；隔离措施

0 引言

直流输电工程主要以中间不落点的两端工程为主，可大功率、远距离、点对点地将电力直接送往负荷中心[1]。溪洛渡左岸—浙江金华±800 kV特高压直流输电工程（以下简称溪浙工程）西起四川省宜宾市双龙换流站，东至浙江省金华市金华换流站，直流线路长度约1 670 km，双极直流线路1回，每极有2个12脉动换流器相串联。额定电压±800 kV，直流输电容量8 000 MW，直流额定电流5 000 A。工程于2014年2月投运交流系统，2014年3月投运双极低端，6月投产双极。华中电网的双龙换流站通常为整流站运行，华东电网的金华换流站通常为逆变站运行。

交流系统是±800 kV金华换流站500 kV配套送出工程，包括9个完整串、2个不完整串，10回500 kV线路和29台开关。交流站系统启动试验分4个阶段进行，完成相关一次设备和二次设备的系统试验。交流系统启动期间，必须采取切实可行的措施，保证交流系统的断路器和闸刀都能够正常操作。交流系统启动和投产后的3个月内，直流系统正处于调试阶段。因此，在交流系统带电后，必须采取有效措施，防止直流控制和保护系统调试时跳开已运行的交流断路器，以免造成不必要的负荷损失，影响电网的安全运行[2-5]。

本文重点对交流和直流系统之间有相互影响的各层面进行分析，从软/硬件角度提出了相应的安全技术隔离措施。

1 软件方面的技术措施

1.1 阀控系统与交流站控系统的联锁

溪浙工程直流控制系统由阀组控制系统（以下简称阀控系统）、极控制、直流站控、交流站控等系统组成。阀控系统的主要功能是接收直流极控制主机的稳定运行电流指令或点火角指令，再转换成触发脉冲来控制12脉动换流器。交流站控的主要功能是对500 kV交流开关场进行控制和监视。阀控系统对阀组进行顺序控制时，会给交流站控系统发控制指令，操作相应的开关刀闸。同时，交流站控系统也从阀控系统获取阀组的状态信息，作为交流场开关操作的联锁条件。交流系统带电后，由于阀控系统尚处于调试阶段，必须采取临时措施来满足交流站控系统对换流变压器进线开关和隔离刀闸操作的联锁条件，以及闭锁阀控系统对交流站控的顺序控制命令。

具体方法是在交流站控系统程序的相关页面中分别对来自极1低端、极1高端、极2低端、极2高端阀控系统的信号进行置数。以极1低端为例，其强制信号如表1所示。

表1 交流站控系统信号

其中，通过将信号Q1—Q7置0来闭锁极1低端阀控系统对换流变压器进线开关、隔离刀闸和接地刀闸的顺序控制，防止相关的断路器和刀闸在交流系统正常运行时被误分合。Q10—Q15中置1的信号是为了保证运行人员能够对极1换流变压器进线开关和刀闸进行正常操作，不会因为直流系统状态不满足联锁条件而被禁止。

1.2 直流站控至交流滤波器接口屏的无功控制

采用电网换相换流器的直流输电换流站，不管是处于整流运行还是逆变运行状态，直流系统都需要从交流系统吸收容性无功，即换流器对于交流系统而言总是一种无功负荷。因此每一个换流站都必须装设无功补偿设备，用来进行无功平衡和无功补偿[6]。

溪浙工程金华换流站共配置4个交流滤波器大组，其中前3个大组由2个12/24次双调谐滤波器小组和2个并联电容器组成，最后1个大组由3个12/24次双调谐滤波器小组和2个并联电容器组成。直流站控系统的主要功能是直流场控制和无功功率控制。交流带电期间，所有交流滤波器大组都作为运行设备。然而，由于直流站控系统尚处于调试阶段，如果在调试过程中误投了交流滤波器或者并联电抗器，就会造成系统无功过剩，引起交流母线电压升高。所以，为了避免直流场分系统调试过程中误投切交流滤波器小组，必须屏蔽直流站控中无功功率控制投切交流滤波器小组的命令。屏蔽投切命令的常用方法有2种：一是断开直流站控系统与交流滤波器接口屏上DFU410装置之间的通信，滤波器接口屏上的DFU410类似于测控装置，接收直流站控的无功控制命令然后加以实施。这种方法虽然能够有效防止误投切滤波器，但会影响运行人员在后台对滤波器小组开关、刀闸的状态监视和正常操作。另一种方法是在直流站控程序中通过强制置位来屏蔽无功控制逻辑投切交流滤波器，具体的方法为：在直流站控系统程序的CPU1EBIN.CFC中，将“Inputs of data word 15-18”页面的C16模块输入管脚由16#FFFF改为16#0000，将无功控制相关的参数都置为0，达到屏蔽无功控制自动投切交流滤波器的目的，置数情况如表2所示。这种方法对运行人员的状态监视和正常操作不会产生任何影响，金华换流站采用的就是这种方法。

表2 直流站控系统信号

2 硬件方面的技术措施

2.1 交流GIS至换流变压器保护屏的电流回路

换流器所用的电力变压器简称为换流变压器，它和普通的电力变压器的机构基本相同[7]。换流变压器的保护和普通变压器的保护配置基本相同，最大的不同在于换流变压器保护按三重化配置，并在A，B屏分别配置了1台三取二装置，每台三取二装置都接收3套换流变压器保护的保护动作信息，只有2套相同类型的保护同时动作时，三取二装置才会跳开交流进线开关和闭锁换流器。

在交流系统启动之前，极1高端、极1低端、极2高端、极2低端换流变压器交流侧的电流回路需在GIS就地汇控柜内短接退出，防止交流侧带电后因换流变压器保护仍在调试阶段而影响调试和电流回路的安全。短接退出的具体做法是在端子排TA侧短接并接地，打开电流端子连接片，从而实现电流回路的隔离。

2.2 交流场接口屏至阀组测量接口屏的电流回路

阀组测量接口屏是阀控系统的分布式输入、输出，其主要功能是对直流量和交流量进行测量、滤波、预处理等，然后通过TDM总线发送给相应的阀控系统。阀控系统根据测量接口屏采集的直流量和交流量，实现换流器的正常投/退、故障紧急投/退顺序控制功能，以及阀组的角度限制和过负荷限制等功能。

极1高端、极1低端、极2高端、极2低端换流变压器交流侧的电流测量回路，从GIS经过交流场接口屏后再送给阀组测量接口屏。交流场接口屏是交流场测控的一部分，因此，要隔离至阀组测量接口屏的电流回路，又不影响交流场的正常操作，就需要在交流启动前在交流场接口屏短接端子排内侧并接地，打开电流端子连接片，从而实现电流回路的隔离，防止交流侧带电后影响阀控系统的调试和电流回路的安全。

2.3 直流控制保护系统跳换流变压器交流进线开关的出口回路

对换流变压器保护及直流控制系统交流侧电流回路采取隔离措施的目的是屏蔽交流侧电流对直流控制保护系统调试的影响。同样，在直流控制保护系统调试过程中也必须采取措施，防止跳开正常运行的交流场开关，所以要在4个换流变压器间隔相关的断路器保护屏上断开直流控制保护系统跳开关的二次回路。以极1高端为例，必须断开极1高端阀组保护A/B屏、极1高端换流变压器保护A/B屏、极1高端换流变压器非电量保护A/B屏和极1高端保护接口屏的跳闸回路。其中：极1高端保护接口屏的跳闸回路包含了阀控系统、极控系统以及水冷系统等跳开换流变压器进线开关的回路。

3 结语

本文主要从溪浙工程金华换流站直流系统与交流系统之间的关联因素进行分析和研究，因阀控系统、直流站控系统等直流控制保护系统均会对交流场的正常运行造成影响，因此必须从软件和硬件上采取安全技术隔离措施。

采取安全隔离措施后，在金华站交流场启动以及极1、极2低端启动过程中，均未发生因直流控制保护系统调试而造成交流场开关误动作的情况，验证了所有的安全技术隔离措施考虑充分、效果良好，为今后交流系统带电而直流系统仍在调试的直流工程提供了有益的参考和借鉴[8]。

[1]刘振亚．特高压交直流电网[M]．北京：中国电力出版社，2013．

[2]齐旭，增德文，史大军，等．特高压直流输电对系统安全稳定影响研究[J]．电网技术，2006，30（2）∶1-6．

[3]吴宝英，陈允鹏，陈旭，等．±800 kV云广直流输电工程对南方电网安全稳定的影响[J]．电网技术，2006，30（22）∶5-12．

[4]周保荣，金小明，吴小辰，等．溪洛渡、糯扎渡直流输电规模对南方电网安全稳定影响[J]．南方电网技术，2009，3（1）∶7-11．

[5]张爽，刘宝柱，田蓓，等．±660 kV直流输电系统故障对系统稳定性的影响[J]．宁夏电力，2012（2）∶15-19．

[6]赵畹君．高压直流输电工程技术[M]．北京：中国电力出版社，2010．

[7]浙江大学发电教研组直流输电教研组．直流输电[M]．北京：电力工业出版社，1982．

[8]王茂忠，李林,种芝艺，等．宝鸡—德阳±500 kV直流输电工程极1运行极2调试的安全技术措施[J]．电力建设，2011，32（10）∶78-81．

（本文编辑：龚皓）

Study on the Technical Safety Measures for UHV DC Transmission Project Commissioning

TONG Kai，LU Chengyu，CAI Yaohong，RUAN Lixiang，XUAN Jiazhuo
（State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China）

AC system and DC system in±800 kV Xiluodu-Jinhua UHV DC transmission project will be put into operation in different stages.During the commissioning of DC system，the safe and stable operation of AC system is guaranteed by the isolation between two systems.In this paper，the interaction between two systems is analyzed and summarized.The technical isolation measures for software and hardware are proposed，which can be further referenced by similar DC projects in future

Binjin DC transmission；systems commissioning；isolation measure

TM733

：B

：1007-1881（2014）12-0001-03

2014-09-22

童凯（1984-），男，浙江金华人，工程师，从事电力系统继电保护试验研究和直流控制保护调试相关工作。