高壓直流輸電系統直流濾波器接地故障機理分析

莫品豪， 鄭 超， 程 驍， 張曉宇， 呂 航， 文繼鋒

(1. 南京南瑞繼保電氣有限公司, 江蘇省南京市 211102； 2. 南瑞集團(國網電力科學研究院)有限公司， 江蘇省南京市 211106)

0 引言

高壓和特高壓直流輸電系統[1-3]中(簡稱直流輸電系統)，直流濾波器接地故障危害極大，不僅會直接損壞直流濾波器，甚至會導致直流輸電系統停極或緊急停運，危及電力系統的安全穩定運行。

直流輸電系統正常運行時，換流閥、平波電抗器、極母線、直流濾波器及中性點母線構成了一個完整諧振回路[4-5]。根據工程需要，主要是某次或某偶數次諧波的諧振回路，如12次、24次或36次。如此，換流閥產生的諧波基本上就被限制在此諧振回路中。這就是直流輸電系統直流側的濾波原理。

當直流濾波器發生接地故障后，上述濾波諧振回路被改變，不僅影響直流系統的濾波效果，還會導致直流濾波器因過流或過壓而損毀。對此，工程上的做法是給直流濾波器配置由首、尾端電流互感器構成的差動保護。當保護判斷到直流濾波器接地后，若直流濾波器隔離刀閘能分斷當前電流則選擇分隔離刀閘，待直流輸送功率有序穩定轉移后再停極；若不能，就必須緊急停極。這對電力系統的穩定運行沖擊較大，尤其是強直弱交的電網。據有關資料顯示，直流濾波器相關事故直接導致了15%以上的直流輸電系統停極。因此，研究直流濾波器接地故障機理，提高保護動作的可靠性和靈敏性，對于提高直流輸電系統的可靠性具有重大意義。……