引言
在中国,±800kV特高压直流输电技术采用双极双12脉动换流器串联运行的主接线形式。考虑到单阀组运行、双阀组运行、三阀组运行等多种组合形式,特高压直流输电共计有45种正常运行方式。为了有效提高直流输电的可靠性,特高压直流配置了单12脉动换流器在线投退控制策略,用以对故障退出运行的单12脉动换流器进行隔离检修,以最大可能地避免极/双极强迫停运风险,利用极间功率补偿功能最大限度地减少功率损失。
然而,现场工作经验却表明,特高压直流输电单阀组在线投退功能存在着部分缺陷,导致投退失败,甚至导致正常运行阀组误退出等情况,引发业界广泛关注。2016年2月28日,某特高压换流站极Ⅱ低端阀组隔离开关正常操作过程中,极Ⅱ阀组连接线差动保护Ⅱ段动作,极Ⅱ高端阀组闭锁。此次事件虽未造成直流功率损失,但对特高压直流安全稳定运行造成了极大的威胁。
在此背景下,基于特高压直流在线投退策略,对“2·28”事故进行详细分析,查找出故障的根源,对其他换流站今后的运维工作具有极大的借鉴意义。
1 特高压直流在线投退原理
特高压直流工程阀组的投入与退出,应以不中断另一阀组的正常运行;同时对直流功率输送带来的扰动应尽量小为原则,以避免对整个电网带来过大的冲击。站间通讯正常时,阀组投入退出命令由主控站发出,两端换流站之间通过相互协调的控制时序实现阀组平稳投退。
1.1 在线投入原理及时序
有站间通讯时,换流器允许投入的前提是极单阀组运行,且两站本极另一阀组均处于热备用状态(readyforoperation,RFO)。投入顺序如下:
1)主控站发出换流器投入命令,投入的换流器立即解锁,解除移相,定电流调节器的电流定值为IDNC实测值。在定电流调节器作用下,触发角逐渐下降,通过换流器的电流逐渐增大;当通过换流器的电流与IDNC相等时,触发角约为90°左右,此时拉开换流器旁通开关,直流电流完全转移至换流器。
2)非主控站通过站间通讯收到主控站投入换流器命令信号后,与主控站同样操作,解锁阀组,调节换流器电流,拉开旁通开关。
3)逆变侧投入的换流器在电压调节器的作用下提升直流电压,整流侧维持直流电流为极控制电流指令值。
4)直流电压和直流电流都达到指令值,换流器投入完成。
其投入过程的逻辑框图,如图1所示。
图1 在线投入逻辑框图
无站间通讯时,两站运行人员通过电话沟通,整流侧先发换流器解锁命令,解除移相,升换流器直流电流达到IDNC后,拉开旁通开关;整流侧两换流器均进入定电流控制,等待逆变侧换流器投入;逆变站运行人员发出换流器解锁命令后,解除移相,升换流器直流电流达到IDNC后,拉开旁通开关;随后逆变侧提升直流电压,整流侧维持直流电流,换流器投入完成。整流、逆变两站解锁的时间间隔不能大于5s。
1.2 在线退出原理及时序
有站间通讯时,换流器允许退出的前提是极双阀组运行。退出顺序如下:
1)主控站的换流器退出命令后立即执行触发角调整到90°(ALPHA90)操作,ALPHA90后执行投旁通对操作,合换流器的旁通开关,然后闭锁该换流器;
2)非主控站通过站间通讯收到主控站退出换流器命令信号后,与主控站同样操作,立即执行AL-PHA90操作,ALPHA90后执行投旁通对操作,合换流器的旁通开关,然后闭锁该换流器;
3)本极另一换流器继续运行,两站协调维持电流电压在指令值附近,换流器退出完成。
其退出过程的逻辑框图,如图2所示。
图2 在线退出逻辑框图
无站间通讯时,某站单换流器故障退出,对站通过换流器不平衡保护功能自动退出本极低压换流器。当本站双阀组运行,且直流电压在0.35~0.65p.u.之间,换流器不平衡保护判别对站换流器已退出时,将延时退出本站的低压换流器。
(来源:未知)
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