提高直流換流站直流保護動作可靠性的措施

湖北省電力公司檢修公司 黃瑤玲

三峽電力職業學院 王麗麗

湖北省電力公司檢修公司 吳 萍 劉 潯 戴 迪

引言

隨著我國經濟的持續、高速發展，電力需求越來越大，長距離大容量直流輸電項目越來越多，超高壓、特高壓直流輸電系統的可靠性問題愈顯重要[1]。直流換流站直流保護作為直流輸電系統的核心，它的安全穩定運行也決定了直流系統的安全可靠穩定運行。因此，有必要對直流換流站直流保護動作可靠性進行分析，并提出合理的改進措施。

1 直流保護異常動作情況統計

據目前在運直流工程運行情況不完全統計，自2005年至2012年期間，直流保護不正確動作共18次，其中三重化配置保護系統2次，雙重化配置保護系統16次[2]。詳見表1。

2 故障原因分析

從表1我們可以看出直流保護不正確動作原因表現在二次電源故障，板卡故障，保護邏輯錯異常，測量回路故障，CT選型錯異常五個方面，其中以板卡故障和測量回路故障導致直流保護不正確動作情況最多。

依據各個站直流保護的設計特點，我們可以發現上述五個方面的故障只是直流保護不正確動作的表面現象，而更深入的原因則主要體現在以下幾個方面：

1）主機和板卡老化，導致板卡和主機故障率增高，甚至出現主機重啟過程因信號異常變位導致保護跳閘異常出口的故障；

2）由于直流控制和保護接口信號回路不正確、保護邏輯本身存在錯異常和不完善，導致保護不正確動作；

3）由于一次設備配置問題或冗余度不夠，存在某些保護無法準確檢測設備故障或單一測量元件故障導致直流保護不正確動作。

4）由于直流保護邏輯和定值受一次設備的功能、性能、絕緣耐受水平等因素影響，導致保護不正確動作。

表1 直流保護異常動作情況統計

3 采取措施

針對直流換流站發生的多次直流保護不正確動作情況和故障發生后對此采取的各種有效措施，以及多次開展的直流保護隱患排查總結來看，要想降低或者避免直流換流站直流保護的不正確動作事故的發生，必須在直流保護的設計和管理方面提高要求，采取以下有效措施：

1）不斷加強技術改造，提高運行管理手段

首先，不斷強化技術改造，以可靠性，選擇性，和靈活性為基本原則，有針對性的將設備進行選擇，配置，盡量使用質量好，可靠的保護設備；其二，重視運行維護和調試的環節，實現統一化的管理，特別是新、改、擴建工程，繼電保護應嚴格執行落實“三級驗收”管理制度，確保繼電保護裝置的合理性和規范性；其三，深化檢察工作，對于現場的二次回路老化現象，以及控制保護接口板卡危險性標示問題，及時采取措施，保證相關的標志工作準確無誤。

2）直流保護應采用三重化配置

直流保護三重化指的是直流保護裝置及其外部輸入輸出回路的三重化冗余配置，正常時由三取二方式出口。該方式下，單一元件故障只導致單套系統退出，可有效的避免保護不正確動作導致直流系統閉鎖。雙重化配置保護系統的這16次故障中有14次發生在單套保護的采樣、傳輸、判斷過程中，若采取保護三重化配置，這14次保護不正確動作情況則完全可以避免。此外，銀東直流工程直流保護采用三重化配置，自2011年投運以來共出現過8次單一元件故障導致單套保護異常動而未出口跳閘。由此可見，直流保護三重化方式可大大提高了直流系統運行安全可靠性，因此建議后續工程直流保護采取三重化配置。

3）加強直流保護標準化管理

隨著大量直流工程的陸續投運，直流保護在不同的工程、不同的廠家實現方法不統一、不規范的問題日漸凸顯，給直流保護運行、維護、整定和管理等帶來較大困難。因此，對直流保護的整體技術原則和設計原則進行標準化規范，并嚴格按照國調中心《換流站直流系統保護裝置標準化規范》（Q/GDW628-2011）標準化規范進行設計，相信可以大大提高直流保護的動作率。

4 結語

直流換流站直流保護動作的可靠性，是直流輸電系統可靠運行的關鍵。隨著換流站建設的不斷增加，我國在直流保護的可靠運行方面的確取得了很大的進步，但是在很多方面還需要完善的環節還有很多，我們要不斷總結實踐經驗，尤其是對于換流站直流保護可靠性上，積極開展探索，不斷需求新的方式去實現換流站直流保護的可靠性。

[1]黃曉明,胡勁松,胡曉.提高特高壓直流輸電系統可靠性的措施[J].電力勘測設計,2007(1).

[2]國家電力調度中心《國家電網公司直流保護軟件隱患排查報告》,2013年4月.

[3]趙有鋮,章激揚,趙曼勇,舒雙焰.2007年南方電網220kV及以上系統保護運行情況分析[J].南方電網技術,2008(02).

[4]錢建國,周芳,鄒暉,宋東馳.2009年浙江電網220kV及以上系統繼電保護設備運行分析[J].浙江電力,2010(06).