直流输电控制保护系统功能介绍一、直流输电基本概念二、直流保护功能的配置及说明一、直流输电基本概念1、直流输电类型•常规两端直流输电背靠背直流输电系统1、直流输电类型1、直流输电类型多端直流输电系统2、换流站主设备•换流的主要设备——换流器（四重阀）2、换流站主设备•换流的主要设备——换流器（双重阀）2、换流站主设备•换流的主要设备——换流变2、换流站主设备•换流变伸入阀厅的换流变套管2、换流站主设备•三广直流惠州站单相双绕组换流变2、换流站主设备•平波电抗器•直流滤波器交流滤波器3、±500kV直流输电直流运行方式常规直流共有5种运行方式：•双极大地回线运行方式•单极大地回线运行方式（极I、极II）•单极金属回线运行方式（极I、极II）常用功率控制方式有3种：•双极功率控制•单极功率控制•单极电流控制4、±500kV直流输电直流部分主接线图5、±500kV直流输电交流场主接线图6、±800kV直流输电主接线图复龙换流站侧奉贤换流站侧复奉直流极线路复奉直流极线路接地极7、简单的控制概念•整流站控制直流系统的电流。
•逆变站控制直流系统的电压。
•通常，每极直流输送功率定义为整流侧功率。
二、直流保护功能的配置及说明直流保护配置目前国网系统运行直流输电系统保护配置情况：•三取二。
•使用切换逻辑。
•完全双重化配置。
保护三取二逻辑保护切换逻辑保护完全双重化配置换流站所包含保护•直流保护（换流变阀侧绕组之间的区域，除直流滤波器）•换流变压器保护•直流滤波器保护•交流滤波器保护•交流滤波器母线保护•断路器保护•交流线路保护•母线保护换流站内保护的分区换流阀区直流线路区金属回线区接地极线区双极中性母线连接区直流滤波器区极中性母线区极高压母线区换流变区保护的配置原则测量的典型配置直流滤波器UacIDPIDNCUDNUDLIDLIDNEIDLIDME IDGNDIANE IDEL1IDEL2NBS NBGSMRTBGRTS直流滤波器UDN IDNENBS极1极2UDLIVYIVDY Y Y DUacIDPIDNCIVYIVDY Y Y D保护的配置原则要求：•配置要求：不存在死区，不存在未被保护的故障情况（全面性）。
•装置要求：具有高度的可靠性、安全性。
应防止保护装置本身的故障或为了对其维护而引起的系统停运，或使系统失去保护。
保护的配置原则按保护所针对的情况，配置的保护分为以下几类：1.第一类：针对故障的保护，如阀短路保护、极母线保护。
2.第二类：针对过应力的保护，如过压、过载。
3.第三类：针对器件损坏的保护，如电容器不平衡保护、转换开关保护。
4.第四类：其它，如功率振荡等。
保护的分区配置•换流阀区(CONVPR)。
•极高压母线区(POLEPR)。
•极中性母线区(POLEPR)。
•直流滤波器区(POLEPR)。
•直流线路区(LINEPR)。
•双极中性母线区(BIPOLEPR)。
•接地极线区(BIPOLEPR)。
•金属回线区(LINEPR) 。
和网省调密切相关的一个功能----最后断路器跳闸功能•配置原则：逆变侧交流出线不多于两回，且都接入同一个对端交流站，需配置最后断路器跳闸功能。
•主要目的：在对端交流站跳开交流出线时，防止换流站内产生过电压，需要立即停运直流。
•运行规定：对端交流站内最后断路器跳闸装置与换流站内接受装置一一对应，仅当本端作为逆变侧运行时投入最后断路器跳闸功能。
可以短时退出一套进行缺陷处理，当两套均退出运行时，直流需陪停。
换流站交流出线重合闸运行规定•运行规定：当换流站有两回及以上交流线路运行时，可投入线路重合闸；若出现单回交流线路运行时，重合闸应停用。
•主要目的：防止交流缺相运行，对换流器产生过应力。
保护的原理•换流阀区换流阀区域主要故障•换流阀短路、换流器接地短路•丢失触发脉冲•换相失败•过电压针对过电压的保护保护原理：•Udi0>Ui0_set•Udi0/F>Udi0_set*与系统的绝缘配合针对阀区短路故障的保护阀短路保护:IacY –max(IDP,IDNC)>△IacD –max(IDP,IDNC)>△过流保护:IacY > IacY_setIacD > IacD_set换流器差动保护原理：｜IDP -IDNC｜> Icd_set针对阀区短路故障的保护SHORT CIRCUIT CURRENT PATHDC CURRENT PATHIVY135UDL462IVD135462IDNEUDN换流阀整流波形600650700750800 0PR_TFR LingBao PR 20031221 10;12;26_395000.CFGID;IVY330;L1IVY330;L2IVY330;L3 780800820840860880900920940960 1000120014001600180020002200240026002800阀短路波形图19001950200020502100-2-1.5-1-0.500.511.52x 104PR_TFR LingBao PR 20031221 10;12;26_395000.CFGID;IVY 330;L1IVY 330;L2IVY 330;L3针对换相失败、丢失脉冲的保护换相失败保护:max(IDP,IDNC) -IacY>Iycfp _setmax(IDP,IDNC) -IacD>Iycfp _set导致换相失败的原因：•逆变侧换相电压下降•逆变侧交流系统不对称故障•暂态过程或谐波引起换相电压畸变•脉冲丢失针对换相失败、丢失脉冲的保护264531264531IVYIVDIDNEIDLUDLUDNNORMAL DC CURRENT PATHCURRENT PATH AT A COMMUTATION FAILURE**** THE COMMUTATION FROM VALVE 1 TO 3 FAILS** AT THE NEXT FIRING OF VALVE 4 THE COOMUTATION FAILURE IS FULLY DEVELOPED换相失败波形图800900100011001200130014001500160017001800-1000-50050010001500TFR GS_S1P1PPRA1 PR_TFR 20040804 16;30;11_492000.CFGIVD330;L1IVD330;L2IVD330;L3ID33050Hz保护50Hz 保护:IDNC (50Hz)>Id50 _set120014001600180020002200240026002800-100100200300400500600P R _T F R L i n g B a o P R 20031112 20;05;19_577000.C F GID ;100Hz保护100Hz 保护:IDNC (100Hz)>Id100 _set80010001200140016001800200022002400260028002004006008001000120014001600P R _T F R L i n g B a o P R 20031112 20;39;25_395000.C F GID ;极母线、中性母线区域保护极母线区、中性母线区的主要故障•接地短路•过电压•低电压极母线故障相关保护过电压：｜Vd｜> Vd_set｜Vd -Vdn｜> V_set接地故障：极高压母线差动保护｜IDP –IDL –If1T1 –If2T1｜>Ihbd _set直流低电压保护：｜Vd｜< Vd_set极母线区域故障波形500600700800900100011001200130014001500-600-400-2000200U D ;500600700800900100011001200130014001500-10000100020003000I D Y C ;500600700800900100011001200130014001500-2000-1000010002000I D Y L ;500600700800900100011001200130014001500-400-2000200400I F 1Y ;500600700800900100011001200130014001500-2000200400TFR G S_S1P2PPRA1 PR_TFR 20040526 18;56;11_322000.CFGI F 2Y ;05010015020025030035040045050050TFR GS _S 1P 2P P R A 1 P O LE _T FR 20040526 18;56;11_322000.CFGI D IF_PB US ;P B D P_RE S;。