500kV常规直流换流站运行方式分析及对策

许浩强

摘要：与传统的交流高压长距离传输相比，高压直流输电具有明显的优越性，它将是今后国内电网发展的一个重要方向。其中，换流站是指在高压直流输电系统中，为将直流电转换为交流电，并且满足电力系统对电能质量和安全性、稳定性的需求。目前，国内已经建成了若干个换流站，其中500kV常规直流换流站是常用的，在传输功率相同的情况下，线路有功损耗低，线路有功损耗小，适合海下输电，系统稳定性好，运行可靠。本文就500kV常规直流变流站的运行模式和应对措施进行了探讨，希望能为今后的电网建设工作提供一些借鉴。

关键词：500KV常规直流换流站;运行方式;对策

1.换流站

换流站主要由交流滤波器，换流变压器，避雷器，换流阀，直流滤波器，控制调节系统，直流滤波器，保护系统，平波电抗器。换流站的核心就是换流装置，其主要包括换流阀和换流变压器。換流站的保护系统与调整系统具有以下作用：掌握电力潮流的走向、减少直流、直流干扰、直流功率、监测换流站各种参数、调整潮流数和其它电参量、保护换流站设备、处理、防止换流阀不正常运行等。控制调节系统的可靠性和性能直接关系到整个电网的正常运转，因此，其保护与调节系统都是其智能化的组成部分。

2.500kV直流输电系统运行方式简述

根据线路的不同，500kV直流输电线路可划分为：双极地回线、单极地回线、单极金属回线。

2.1双极大地回线

500kV直流输电系统在正常工作时，采用双极大地回线的接线形式，以极对称的方式接地极工作电流很少，在实际操作中，接地电流约为15A;若双极不对称运行，接地极电流为双极电流差值。

2.2单极大地回线

单极大地回线是在海底直流电缆输电系统中使用的一种方法，它是由一根直流电极线和地面组成的，它只能采用地球回线的形式，而它的流经地线就是一条线。在通常情况下，两极直流系统都是双极回线模式，一旦一极发生故障，系统就会恢复到单极状态。

2.3单极金属回线

单极金属回线是一种常用的单极工作模式，当一极停机或接地发生故障时，可选用单极金属回线。要求在无故障极两端的换流站设备和直流输电线路必须完整，故障极直流输电极的线路能够满足金属回线的绝缘等级要求;在对两端的换流站和故障极采取有效的隔离措施后，才能进行维修。

3.500KV常规直流换流站运行方式及对策

3.1双极运行方式

3.1.1双极运行时单极非计划停运

比如，在直流系统双极全压3000MW平衡运作的过程中，如果单极出现非计划停运，极Ⅱ直流系统会发生紧急停运，以保证极Ⅰ直流系统长时间1.1倍的超负荷运行。主控站的换流站应该将直流系统的电源降到1500MW以下，并改变它的工作模式，或者立即向调度台申请继续降低运作极功率，以避免由于运行极换流变中的中性点流经部分地网的直流电流成分，使其工作极换流变磁饱和，从而使换流变磁饱和保护跳闸。

3.1.2顺控操作

如大地转金属、直流场转非接地、极隔离、直流场接地状态、极连接、金属转大地等，都是500KV直流输电系统的顺控操作，如果顺控操作不当，或者人工辅助操作次序不对，都有可能导致运行极直流闭锁。因此，在操作时要注意以下几点：一极运行正常，另一极维修或操作时，应充分考虑到其可能给双极公共区域设备造成的影响。如需变更，则需综合分析，并采用单一步骤，经生产主管批准后，方可解除软件联锁，不得采用非正常方法。其次，在进行手动顺控制或直流保护切换时，若顺控制停顿，必须仔细分析故障产生的原因，不得擅自改变直流场的连接方式，避免运行极发生直流闭锁现象。

3.2OLT测试

500KV直流输电系统的OLT测试也称为极开路测试，它分为带线路极开路测试与不带线路极开路测试。在OLT测试中，可通过手动将直流电压施加于直流侧来检测直流侧长期停运后的绝缘。在直流线路发生故障或维修后，在正式恢复供电之前，直流线路应由任何一台进行带线极断路测试;在直流输电系统的控制系统或直流一次装置（例如平波电抗器、极母线、阀厅内的装置）发生二次故障或维修后，在正式送电之前，应对相关变流站的故障或维修极进行无线路极开路测试。在进行OLT测试时，需要考虑以下问题：第一，OLT测试中，若OLT测试的另一端采用金属回线，会导致OLT测试极极母线发生差动保护。其次，OLT测试必须采用单一的大地环操作方式进行，而极功能则采用单独的控制操作。

3.3交流滤波器投切操作

在进行交流滤波器倒闸时，应充分考虑无功控制对直流系统传输功能的影响，避免由于交流滤波器跳闸、投退而产生的无功不足，从而引起直流闭锁或功率下降。其次，在系统运行方式和功率升降时，禁止人工投出过滤器。第三，如果没有后备交流滤波器，可以采用并联电容作为代运作的交流滤波器，但是必须满足一定数量的最小滤波器组。若不能满足最小滤波器组数目的要求，将会使滤波器的功耗出现下降。第四，当交流滤波器母线未充电时，不要对相关的交流滤波器组开关进行操作。

4.结束语

本文从500kV常规直流换流站的运行工况特点、存在的隐患、危险因素等方面入手，结合实际工作实践，探讨了应对措施。在进行换流站日常倒闸作业时，若遇以上情形，应按相关作业程序进行处理，以免再次发生类似的事故，充分保障换流站的安全。本文就500kV常规直流变流站的运行模式和应对措施进行了探讨，希望能为今后的电网建设工作提供一些借鉴。

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