提高直流换流站直流保护动作可靠性的措施

湖北省电力公司检修公司 黄瑶玲

三峡电力职业学院 王丽丽

湖北省电力公司检修公司 吴 萍 刘 浔 戴 迪

引言

随着我国经济的持续、高速发展，电力需求越来越大，长距离大容量直流输电项目越来越多，超高压、特高压直流输电系统的可靠性问题愈显重要[1]。直流换流站直流保护作为直流输电系统的核心，它的安全稳定运行也决定了直流系统的安全可靠稳定运行。因此，有必要对直流换流站直流保护动作可靠性进行分析，并提出合理的改进措施。

1 直流保护异常动作情况统计

据目前在运直流工程运行情况不完全统计，自2005年至2012年期间，直流保护不正确动作共18次，其中三重化配置保护系统2次，双重化配置保护系统16次[2]。详见表1。

2 故障原因分析

从表1我们可以看出直流保护不正确动作原因表现在二次电源故障，板卡故障，保护逻辑错异常，测量回路故障，CT选型错异常五个方面，其中以板卡故障和测量回路故障导致直流保护不正确动作情况最多。

依据各个站直流保护的设计特点，我们可以发现上述五个方面的故障只是直流保护不正确动作的表面现象，而更深入的原因则主要体现在以下几个方面：

1）主机和板卡老化，导致板卡和主机故障率增高，甚至出现主机重启过程因信号异常变位导致保护跳闸异常出口的故障；

2）由于直流控制和保护接口信号回路不正确、保护逻辑本身存在错异常和不完善，导致保护不正确动作；

3）由于一次设备配置问题或冗余度不够，存在某些保护无法准确检测设备故障或单一测量元件故障导致直流保护不正确动作。

4）由于直流保护逻辑和定值受一次设备的功能、性能、绝缘耐受水平等因素影响，导致保护不正确动作。

表1 直流保护异常动作情况统计

3 采取措施

针对直流换流站发生的多次直流保护不正确动作情况和故障发生后对此采取的各种有效措施，以及多次开展的直流保护隐患排查总结来看，要想降低或者避免直流换流站直流保护的不正确动作事故的发生，必须在直流保护的设计和管理方面提高要求，采取以下有效措施：

1）不断加强技术改造，提高运行管理手段

首先，不断强化技术改造，以可靠性，选择性，和灵活性为基本原则，有针对性的将设备进行选择，配置，尽量使用质量好，可靠的保护设备；其二，重视运行维护和调试的环节，实现统一化的管理，特别是新、改、扩建工程，继电保护应严格执行落实“三级验收”管理制度，确保继电保护装置的合理性和规范性；其三，深化检察工作，对于现场的二次回路老化现象，以及控制保护接口板卡危险性标示问题，及时采取措施，保证相关的标志工作准确无误。

2）直流保护应采用三重化配置

直流保护三重化指的是直流保护装置及其外部输入输出回路的三重化冗余配置，正常时由三取二方式出口。该方式下，单一元件故障只导致单套系统退出，可有效的避免保护不正确动作导致直流系统闭锁。双重化配置保护系统的这16次故障中有14次发生在单套保护的采样、传输、判断过程中，若采取保护三重化配置，这14次保护不正确动作情况则完全可以避免。此外，银东直流工程直流保护采用三重化配置，自2011年投运以来共出现过8次单一元件故障导致单套保护异常动而未出口跳闸。由此可见，直流保护三重化方式可大大提高了直流系统运行安全可靠性，因此建议后续工程直流保护采取三重化配置。

3）加强直流保护标准化管理

随着大量直流工程的陆续投运，直流保护在不同的工程、不同的厂家实现方法不统一、不规范的问题日渐凸显，给直流保护运行、维护、整定和管理等带来较大困难。因此，对直流保护的整体技术原则和设计原则进行标准化规范，并严格按照国调中心《换流站直流系统保护装置标准化规范》（Q/GDW628-2011）标准化规范进行设计，相信可以大大提高直流保护的动作率。

4 结语

直流换流站直流保护动作的可靠性，是直流输电系统可靠运行的关键。随着换流站建设的不断增加，我国在直流保护的可靠运行方面的确取得了很大的进步，但是在很多方面还需要完善的环节还有很多，我们要不断总结实践经验，尤其是对于换流站直流保护可靠性上，积极开展探索，不断需求新的方式去实现换流站直流保护的可靠性。

[1]黄晓明,胡劲松,胡晓.提高特高压直流输电系统可靠性的措施[J].电力勘测设计,2007(1).

[2]国家电力调度中心《国家电网公司直流保护软件隐患排查报告》,2013年4月.

[3]赵有铖,章激扬,赵曼勇,舒双焰.2007年南方电网220kV及以上系统保护运行情况分析[J].南方电网技术,2008(02).

[4]钱建国,周芳,邹晖,宋东驰.2009年浙江电网220kV及以上系统继电保护设备运行分析[J].浙江电力,2010(06).