±500kV宜都换流站高压直流保护系统可靠性分析

◎向权

±500kV宜都换流站高压直流保护系统可靠性分析

◎向权

本文通过全面分析±500kV宜都换流站高压直流保护系统相关配置，从可靠性的角度提出需要注意的情况，从合理性的角度提出值得探讨的地方。

直流保护系统概况

宜都换流站的极控制保护主机是将控制功能和保护功能基本分开的。极控制主机（PCP MC1）软件主要完成直流系统的控制功能以及少部分换流器保护功能，执行子系统的保护动作命令（例如水冷系统、ETCS、换流变保护等），执行极保护主机的保护动作命令。极控制主机A、B系统是冗余设计。

极保护主机（PCP MC2）软件主要完成直流保护功能，极保护主机A、B系统是同时运行的，当直流保护动作时任何一台保护主机都可以直接执行动作命令。这样的设计与其他站是不同的，在其他站当直流保护动作时，极保护主机会先切换系统，如另一系统也有同样的保护动作命令，则执行动作命令。

宜都换流站极保护系统防误动的方法是在保护软件中增加了保护取量（电流，电压值）的OK信号，只有保护用的测量值正确且有动作命令时，直流保护才能出口；当直流保护的测量值出现异常时，保护取量（电流，电压值）的OK信号会闭锁相关直流保护。

直流保护的测量量是由现场I/O（电流、电压采集板）采集，经模拟量处理板转换后，送至保护主机内。模拟量处理板内软件会对采集的电流、电压值进行判断，并生成测量值的OK信号上送极保护主机，参与保护软件的逻辑判断。

直流保护中电流、电压量测量及防误

直流保护所取测量值的监视根据CT、PT不同类型有以下几种OK信号的判断方法：

交流侧电压、电流测量及防误。交流侧电压、电流测量主要是指直流保护中用到的交流系统侧的取量，由于宜都换流站换流变保护采用两套独立的保护装置（RCS977），所以直流保护内用到的交流侧电压、电流量只有换流变PT（UVY、UVD）及阀侧套管上的CT （IVY、IVD）。

交流电流（IVY、IVD）测量及防误：PS845板卡采集IVY的三相电流和零序电流后，送入PS860板，PS860软件计算时用三相电流计算一个零序与采集的实际零序值比较后得到OK信号。

交流电压（UVY）及防误：通过相应换流变前面的PT小开关辅助接点作为OK信号，交流电压仅用于电压过应力保护。

直流侧电压、电流测量及防误：在直流场有零磁通直流CT、直流PT、直流光CT、交流CT（ICN、IAN）；直流滤波器组内使用的有交流光CT，交流CT。

直流电压（UDN、UDL） 测量及防误：A、 B系统连接UDN（UDL）的同一个绕组，通过PS844板分压再送入几块PS862A板。用于保护的UDN（UDL）通过PS862板上两个通道采集同一个电压，送入PS860板内，在软件中进行比较计算后产生OK信号。如果板卡的一个通道采集错误，保护不会误动。2）零磁通直流CT （IDNC、IDNE、IDEL1、IDEL2、IDGND、IDME）测量及防误

首先CT的二次量送入直流放大器转换为电压量，同时直流放大器自身产生IDNC_OK1信号。一块PS862A板上的两个通道采集同一个电流测量信号，送入PS860板，在软件中对两个信号比较后产生IDNC_OK2信号；PS860板内软件对两个OK信号（IDNC_OK1和IDNC_OK2）相与后得到IDNC_OK的信号，用于保护开放与闭锁。

直流场普通交流CT测量与防误：通过PS8621XP板两个通道采集同一个电流信号，送入PS860板内进行比较产生OK信号来开放和闭锁相关的直流保护。

直流场光CT测量与防误。光CT的测量通过光纤传输，不能对采集通道进行并接，所以光CT无法采取以上的一些防误措施。光CT的防误主要靠误码率，当运行的过程中出现误码率才会闭锁相关的直流保护。同时靠监控系统，比如光纤断了、自动检测到了光接口板故障了会将主机退出运行。在2007年几次光CT测量错误时，没有出现误码率，监控系统也没有检测出故障，所以宜都换流站直流保护不切换系统设计中，光CT的测量防误措施存在缺陷，最容易导致直流保护误动。

宜都换流站直流保护设计的思路是直流保护不切换系统，设计时考虑主要是防止直流保护拒动。在直流保护中电流、电压量测量都采取了一些防误措施，这些防误措施在控制保护系统测量板卡故障时可以避免保护误动，但是如果直流场直流测量设备本身出现问题，也可能会导致保护动作。

目前，宜都换流站直流光CT的测量防误主要靠检测光CT误码率，这种防误措施最不完善，需要组织专家进行探讨。

建议。目前，宜都换流站的直流光CT测量出错是比较容易引起保护误动的，且防止测量出错导致保护误动的措施不完善，建议进行研究，对直流光CT采取更好的防止测量出错导致保护误动的措施。

（作者单位：国网湖北省电力公司检修公司特高压交直流运检中心）