线失电的信息都要及时送到控制系统中，便于最后
断路器跳闸装置分析判断，并启动相应的顺控时
序。最后断路器跳闸装置不仅要处理换流站本站的
相关信息，还要处理对端交流站及安全稳定装置的
远传信息，包括交流保护跳闸信息、断路器位置信
息、安全稳定装置跳闸信息等。其中交流保护跳闸
信息至少包括线路保护、母差保护、断路器失灵保
护等[20-21]。
灵宝换流站功率正送和反送时，逆变站最后断
路器跳闸装置的判断有相似之处，但两侧交流保护
和安稳装置的通信通道等稍有差别，最后断路器跳
闸装置的特性也有所不同。下面首先对功率反送(西
北向华中)时的最后断路器跳闸装置进行分析。图 2
为功率反送时的最后断路器跳闸装置配置情况。
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关键词：高压直流输电；灵宝背靠背直流联网工程；断路器； 继电保护；电力系统
0 引言
在高压直流输电系统[1-6]运行过程中，如果逆变 站突然切除全部交流线路，逆变站交流侧及其它部分 的电压会异常升高，危及一次设备安全[7]。针对逆变 站突然切除全部交流线路的情况，高压直流输电系统 中通常在逆变站设置最后断路器跳闸装置，以尽量降 低逆变站的过电压幅值和持续时间，保护一次设备安 全[8]。最后断路器跳闸装置不仅涉及到多种交流线路 保护、开关保护、安稳装置和直流控制保护系统等， 还需要与通信系统和一次设备合理配合，是高压直流 输电二次系统中较为复杂的功能之一。
刘 云，王明新，曾南超
（中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100085）
Configuration Principle of Last Breaker Trip Equipment in Inverter Station of HVDC
LIU Yun，WANG Ming-xin，ZENG Nan-chao
第 30 卷 第 6 期 2006 年 3 月
文章编号：1000-3673（2006）06-0035-06
电网技术 Power System Technology
中图分类号：TM721.1 文献标识码：A
Vol. 30 No. 6 Mar. 2006
学科代码：470⋅4051
高压直流输电系统逆变站 最后断路器跳闸装置配置原则
线路保护光纤 通信通道
灵宝背靠背换流站
紫东站交流 保护通信接口
及传输设备
RCS931 灵紫线 线路保护
CSL103 灵紫线 线路保护
BP-2B 母差保护
断 路
器
WMZ-41A 母差保护
失
其它交流保护启动失灵
灵 保
护
安稳装置 本站交流断路器分位信息
通信通道
灵宝换流站安稳装置
灵 宝 换 流 站 极 控 系 统
3302 330kV 罗灵线
图 1 灵宝换流站电气主接线图
Fig. 1 Main electrical connection diagram of Lingbao
back-to-back converter station
2.2 灵宝背靠背直流工程中最后断路器跳闸装置
配置情况
与其它换流站相比，由于灵宝换流站两侧均
只有一条交流进线，正常运行时，无论是功率正
送(华中向西北)还是反送(西北向华中)，都有逆变
侧处在最后一台断路器运行方式。因此，与其它
换流站相比，灵宝换流站控制系统无需判断最后
一台断路器运行方式。下面结合灵宝背靠背工程
分析直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置的
配置和设计原则。
原则上，任何可能引起换流站最后一条交流进
（China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100085，China）
ABSTRACT: The last breaker trip equipment in inverter station of HVDC system is a very important control device in converter station of DC system, whose main function is to prevent overvoltages at the AC side in converter station and other parts, which are caused by sudden trip-out of all AC loads in inverter station while the DC system is being operated, and the insulation damage of AC and DC equipments caused by the overvoltages. Taking the Lingbao back-to-back HVDC project for example, which is the first fully home-produced HVDC project in China, the configuration principle of last breaker trip equipment is analyzed . Combining with practical commissioning of this project, the control functions of last breaker trip equipment are optimized and perfected, and the design principle and commissioning experiences of this equipment are summarized. These experiences are suitable to other HVDC projects and are also helpful for improving the design, commissioning and operation level of HVDC projects in China.
我国第一个全面国产化直流联网工程——灵 宝背靠背直流联网工程连接华中和西北两大电网， 正常运行时功率既可以正送也可以反送，因此，两 侧交流系统都可能是逆变侧系统，需要配置两套逆 变站最后断路器跳闸装置，较全面地体现了最后断 路器跳闸装置的配置和运行特点[9]。
1 最后断路器跳闸装置原理
在高压直流输电系统运行过程中，如果逆变站突 然切除全部交流线路，逆变器的电流将全部流入换流 站内的滤波器等无功补偿装置，使逆变站交流侧及其 它部分的电压异常升高，交流滤波器母线电压最高可 达正常运行电压的 3 倍左右[10]。这时，直流线路上 的电压将随着交流电网电压的升高而成比例增大，可 能破坏逆变器的换相过程，从而使交流母线的电压进 一步升高。而且短时过电压常常伴随着严重的波形畸 变，会危及换流站中的设备绝缘，如不进行有效限制， 就需要提高直流输电设备的设计标准，直接导致建设
(最后一台 断路器
跳闸判断)
闭锁换流器
投旁通对
跳开换流变 交流侧断路器
220kV 五塬变电站
换流站站控判据
图 2 功率反送时灵宝背靠背换流站最后断路器跳闸装置配置示意图 Fig. 2 The simplified configuration diagram of the last breaker trip equipment
第 30 卷 第 6 期
电网技术
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220kV 紫东变电站
紫东站 交流断路器
分位信息
BP-2B 母差保护
WMZ-41A 母差保护
其它交流 保护启动
失灵
灵 紫 线 双 重 断化 路线 器路 失保 灵护 保 护
RCS931 灵紫线 线路保护
CSL103 灵紫线 线路保护
五塬站安稳装置信息
线路保护光纤 通信通道
两侧均采用单相三绕组换流变。灵宝背靠背换流站 主接线如图 1 所示[9]。作为华中—西北电网直流背靠 背联网工程的一部分，在灵宝换流站和相关的华中 电网和西北电网 8 个厂站中设置了 FWK-300 分布式 安全自动装置，用于大区互联电网多个厂站的系统
安全稳定控制。各厂站通过高速数据光纤通信，可 按控制策略表向灵宝换流站发送降功率、线路跳闸 控制命令，或启动最后断路器跳闸装置[18-19]。
220kV 母线 滤波器 1
330kV 母线 滤波器 1
滤波器 2
滤波器 2
滤波器 3
平波电抗器
滤波器 3
滤波器 4
滤波器 4
220kV 紫东站
滤波器 5 噪
滤波器 6
声 滤
ห้องสมุดไป่ตู้
滤波器 7 波
器
并联电抗器
220kV 灵紫线 2202
噪 滤波器 5
声 滤
滤波器 6
波 滤波器 7
器
并联电抗器
330kV 罗敷站
in Lingbao back-to-back converter station with reverse power direction
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刘云等：高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置配置原则
Vol. 30 No. 6
成本的大幅增加[11-13]。 高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置
是专门针对逆变站突然切除全部交流线路的情况设 计的，其原理是：将可能导致逆变器突然大幅度减 载的断路器跳闸信息与逆变器的闭锁及投旁通对进 行联锁，即在可能导致逆变器失去负荷的交流断路 器断开之前进行逆变器投入旁通对，封锁触发脉冲， 使直流系统停止运行，跳开换流站所有交流滤波器 并断开交直流连接，这样可尽量降低逆变侧的过电 压幅值和持续时间，保护一次设备安全[14-15]。最后 断路器跳闸装置的主要判断依据是本地交流进线 断路器的跳闸命令及其状态；如果通信正常，远方 交流断路器的跳闸命令和状态信号也是主要判据。 逆变站的控制系统监视系统运行方式，当逆变侧只 有一条交流进线时控制系统会发出“逆变站只有一 条交流进线”信息，提醒运行人员注意，并开放最 后断路器跳闸装置。此时，如果检测到这条交流进 线断路器断开或收到断开命令，则最后断路器跳闸 装置动作，启动动作时序。由于采用了断路器断开 命令，在交流进线最后一台断路器实际断开之前已 发出了直流系统紧急停运命令。如果由于各种原因 换流站没有收到断路器的状态信号，并且远方断路 器已经断开，则该跳闸装置的后备交流电压保护会 检测过电压水平，并且触发紧急停运，可靠地断开 交流系统[16-17]。