±800kV特高压直流输电工程保护闭锁策略分析

刘晓丹

（南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京,211102）

0 引言

特高压直流输电工程在正常的运行中，直流系统也会由于遭到雷击或者过电压等情况导致线路发生故障。如果直流输电系统发生故障后造成直流保护动作或者控制系统启动的线路停运就是故障紧急停运。上述的直流保护和控制系统动作主要就是为了迅速的切去故障点的电流；将交流断路器与交流系统之间的联系进行隔离。但是当直流线路中的一次设备出现故障后，由于电路中缺少能够直接切断直流电流的断路器，只能通过直流电路的控制保护系统来对故障设备进行隔离。

1 ±800kV特高压直流输电工程故障隔离的方法

1.1 一般隔离措施

当特高压直流工程发生故障以后，一般的隔离措施有以下几种：（1）立即切换到备用控制系统；（2）移相并闭锁换流器；（3）瞬降换流器功率；（4）跳换流变交流侧的断路器；（5）启动断路器的失灵保护；（6）闭锁交流断路器等。

1.2 旁通对的投入对直流系统发生故障的影响

在对故障进行隔离时，投入旁通对，这种措施也可以将线路中的故障点从线路中隔离出来，以此来保护直流系统安全的运行。其在工作中主要是将交流侧的电流和直流侧的电流进行隔离。如下图1所示为直流系统中投入旁通对和正常情况下阀组换流器的导通情况图。

当直流电路中投入旁通对时，将直流回路从电路中隔离了出来，也就等于是直流回路发生了短路，此时换流变压器中并没有电流进入。另外，如果阀内发生短路，旁通对可以将故障转移到自身上，对设备进行保护。由于在一些特高压直流电路中，故障比较特殊，因此如果投入旁通对时，就会使故障的电流过大，进而会冲击到线路中的一些避雷器等设备，此时，控制系统就会发出禁投旁通对的指令。

图1 直流系统投入旁通对和正常情况下阀组换流器的导通状态

2 ±800kV特高压直流输电工程的闭锁类型

2.1 特高压直流保护闭锁类型

特高压直流保护闭锁类型一般有以下4种：（1）X闭锁—旁通对不投闭锁。通常如果阀发生故障时，就会用到X闭锁。或者当触发电路所选择的旁通对由于一些原因而没有被投入到故障线路中时，这时线路中也会出发X闭锁。（2）Y闭锁—条件投旁通对闭锁。此种闭锁类型一般用于不会对设备施加严重压力的直流侧故障或者交流侧故障的线路中。（3）Z闭锁—旁通对投入闭锁。此种闭锁类型多用于接地故障或者直流侧过电流的故障中，另外，在换流器保护与旁通开关故障的保护中也会经常用到此种类型的闭锁。（4）Z闭锁—特殊条件闭锁。

2.2 具体实例

某±800kV特高压直流输电线路在直流调试试验时，采用Z闭锁类型为例，对特高压直流线路的闭锁逻辑策略进行分析：此试验以控制保护系统的设计说明为依据，如果线路发生了故障，系统所做出的保护动作的顺序应该如此：换流变压器进行Z闭锁—交流断路器跳闸—换流变压器被隔离。在试验开始之前，宾金直流双极运行，此时在电流的控制下，双极电流为500A，当阀组出现快速保护的动作后，保护系统中的备用系统发生Z闭锁。阀组控制整流侧被强制移相，同时在电路中投入了旁通对或者旁通断路器。

3 双端的通信状况对直流闭锁的影响

3.1 两侧换流站的通信状况对闭锁的影响

一般在电路系统的正常运行中，特高压直流整流同逆变站之间都会进行通信信息的互换。所以，当a侧换流阀出现故障时而闭锁时，a侧的闭锁信号就会传递给b侧的换流站，如果当b侧的换流站接受到了a侧换流站所发来的闭锁信号时，b侧的换流站就会自动进入Y类型的闭锁逻辑。但是需要说明的是，如果是由于外部环境中的光纤等原因造成了两侧的换流站之间不能够进行通信时，如果a侧的换流站出现了闭锁，此时b侧的换流站接收不到闭锁信号，b侧只能自行保护闭锁。

3.2 具体实例

本次试验中，还是以±800kV宾金直流调试试验的项目为例，对特高压直流闭锁的逻辑策略进行了详细的分析：此次试验在进行时，两侧的换流站之间办呢进行通信，利用了控制保护系统软件位置的方式，模拟逆变器阀组快速过电流保护动作。试验在开始之前，宾金直流单机大地回线运行，电流控制模式下，电流的控制指令为500A，在逆变器阀组快速过电流保护动作之后，直流系统中的电流就会出现突然增长的情况，此时整流侧的触发角被强制移相到120度，直流系统重启操作失败，整流侧进行闭锁。

4 结论

本篇文章中对±800kV特高压直流输电工程的保护闭锁逻辑进行了详细的阐述，同时也对两侧换流站通信对闭锁情况的影响进行了分析从而得出：当±800kV特高压直流系统出现故障时，此时直流保护系统用切换备用系统等其他的措施来隔离线路中的故障；在一些比较特殊的情况下，当直流系统中发生故障以后，需要投入旁通对来对线路中的故障进行隔离；根据换流阀在闭锁时旁通对的投入情况，将±800kV特高压直流保护闭锁分成了4种类型；如果直流系统两侧的换流站出现通信中断时，a侧换流站出现闭锁，则b侧换流站会进入空载运行的状态。如果b侧出现闭锁，a侧就会发生短路故障，此时直流线路中的整流侧被强制移相后自动闭锁，实现故障切除保护线路。

[1]孙文,禹佳,滕予非.±800kV特高压直流输电工程保护闭锁策略分析[J].四川电力技术.2014,37(06)：73-77.

[2]霍鹏飞,王国功,刘敏等向上±800kV特高压直流输电工程的直流保护闭锁策略[J].电力系统保护与控制 .2011,39(09)：137-139+144.

[3]谢超,罗宇航,杨荆林等±800kV特高压直流空载加压试验保护异常动作分析[J].电工技术.2013,(01)：6-7+33.