專利名稱：一種高壓直流輸電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)，屬于高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的采用雙極大地返回典型接線方式的高壓直流輸電系統(tǒng)中，中性母線開關(guān)與中性母線電流互感器(CT)之間的區(qū)域是保護(hù)死區(qū)，該區(qū)域發(fā)生故障后，閉鎖故障極，斷開直流開關(guān)并不能有效的切除故障點(diǎn)，另一極的運(yùn)行電流仍能夠通過中性母線大地回線和金屬回線刀閘繼續(xù)向短路點(diǎn)供電，最終導(dǎo)致非故障極閉鎖，擴(kuò)大故障范圍，不滿足繼電保護(hù)“四統(tǒng)一”的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高壓直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明可以通過采取以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種高壓直流輸電系統(tǒng)，包括整流側(cè)換流站、直流線路和逆變側(cè)換流站，所述整流側(cè)換流站通過直流線路與逆變側(cè)換流站相連，所述逆變側(cè)換流站包括第一極地回路、第二極地回路和中性母線接地開關(guān)，所述第一極地回路的一端接在直流線路的一端上，第二極地回路的一端接在直流線路的另一端上，第一極地回路的另一端與第二極地回路的另一端共接于地，其中，所述第一極地回路和第二極地回路均包括濾波器、換流閥、中性母線開關(guān)、中性母線電流互感器、中性母線刀閘，所述濾波器和換流閥的一端共接在直流線路上，其另一端與中性母線開關(guān)相連，中性母線開關(guān)通過中性母性電流互感器與中性母線刀閘相連，第一極地回路的中性母線刀閘的輸出端與第二極地回路的中性母線刀閘的輸出端共接于地，第一極地回路的中性母線開關(guān)的輸出端和第二極地回路的中性母線開關(guān)的輸出端通過中性母線接地開關(guān)接于地。在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述濾波器與中性母線開關(guān)、換流閥與中性母線開關(guān)之間接有中性母線電流互感器；所述刀閘的輸出端與中性母線接地開關(guān)之間接有中性母線電流互感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過中性母線CT電流和中性母線開關(guān)位置判斷死區(qū)內(nèi)是否發(fā)生接地故障，通過閉合中性母線接地開關(guān)分流，調(diào)整站接地過流保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，同時(shí)分開中性母線大地回線刀閘和金屬回線刀閘等一系列配合動(dòng)作，可靠切除故障，并保證另一極的正常運(yùn)行不受影響，可以有效減小故障損失。


圖1是本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)，包括整流側(cè)換流站、直流線路和逆變側(cè)換流站，所述整流側(cè)換流站通過直流線路與逆變側(cè)換流站相連，所述逆變側(cè)換流站包括第一極地回路P1、第二極地回路P2和中性母線接地開關(guān)NBGS，所述第一極地回路Pl的一端接在直流線路的一端上，第二極地回路P2的一端接在直流線路的另一端上，第一極地回路Pl的另一端與第二極地回路P2的另一端共接于地，其中，所述第一極地回路Pl包括濾波器1、換流閥1、中性母線開關(guān)Pl-WN-Ql、中性母線電流互感器Pl-WN-Tl1、中性母線刀閘P1-WN-Q12，所述濾波器I和換流閥I的一端共接在直流線路上，其另一端與中性母線開關(guān)Pl-WN-Ql相連，中性母線開關(guān)Pl-WN-Ql通過中性母性電流互感器Pl-WN-Tll與中性母線刀閘 P1-WN-Q12 相連。第二極地回路P2均包括濾波器2、換流閥2、中性母線開關(guān)P2-WN-Q1、中性母線電流互感器P2-WN-T1、中性母線刀閘P2-WN-Q12，所述濾波器2和換流閥2的一端共接在直流線路上，其另一端與中性母線開關(guān)P2-WN-Q1相連，中性母線開關(guān)P2-WN-Q1通過中性母性電流互感器P2-WN-T1與中性母線刀閘P2-WN-Q12相連；第一極地回路Pl的中性母線刀閘P1-WN-Q12的輸出端與第二極地回路P2的中性母線刀閘P2-WN-Q12的輸出端共接于地，第一極地回路Pl的中性母線開關(guān)Pl-WN-Ql的輸出端和第二極地回路的中性母線開關(guān)P2-WN-Q1的輸出端通過中性母線接地開關(guān)接于地。本發(fā)明所述濾波器與中性母線開關(guān)、換流閥與中性母線開關(guān)之間接有中性母線電流互感器；所述刀閘的輸出端與中性母線接地開關(guān)之間接有中性母線電流互感器。本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)的工作過程如下故障前雙極平衡運(yùn)行，中性母線刀閘P1-WN-Q12和P2-WN-Q12都閉合，大地電流接近O。當(dāng)A點(diǎn)發(fā)生短路，該位置由中性母線CT，Pl-WN-T11和Pl-U-T11構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)區(qū)覆蓋，短路電流會(huì)被這兩個(gè)CT檢測到，并引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作后果是第一極地回路Pl閉鎖，跳開中性母線開關(guān)Pl-WN-Ql。故障點(diǎn)被隔離。第一極地回路Pl停止運(yùn)行。但第二極地回路P2仍然能夠維持正常運(yùn)行，A電流通過P2-Q12刀閘進(jìn)入接地極；當(dāng)B點(diǎn)發(fā)生短路，該位置由中性母線CT，Pl-WN-Tll和Pl-U-Tll構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)區(qū)覆蓋，短路電流會(huì)被這兩個(gè)CT檢測到，并引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。I)動(dòng)作后果是第一極地回路Pl閉鎖，跳開中性母線開關(guān)P1-WN-Q1，第一極地回路Pl停止運(yùn)行。但故障點(diǎn)并未有效隔離。由于第二極地回路P2仍然在運(yùn)行，短路電流通過P2-WN-Q12刀閘進(jìn)入短路點(diǎn)。此時(shí)相當(dāng)于短路點(diǎn)和接地極并聯(lián)，短路電流大小由大地回線電阻和短路點(diǎn)過渡電阻比例決定。2)P1-WN-Q1已由保護(hù)跳閘，但Pl-WN-Tll仍然檢測到短路電流，因此會(huì)引起Pl-WN-Ql開關(guān)失靈保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作后果是重合Pl-WN-Ql，以保護(hù)開關(guān)3)本發(fā)明提出的方法是在重合Pl-WN-Ql的同時(shí)合上中性母線接地開關(guān)NBGS。NBGS有兩個(gè)作用，一是接地極故障退出運(yùn)行時(shí)，可以作為臨時(shí)接地極運(yùn)行，另一個(gè)作用是金屬返回運(yùn)行方式下，在逆變側(cè)合上NBGS，作鉗制電位之用，保證中性母線設(shè)備安全。4)此時(shí)相當(dāng)于接地極、NBGS開關(guān)、短路點(diǎn)三者并聯(lián)運(yùn)行，由于NBGS的分流作用，通過短路點(diǎn)的電流進(jìn)一步減小。合上NBGS后再發(fā)P1-WN-Q12分閘指令。(在電力系統(tǒng)中，通常情況下一定要通過開關(guān)來開斷電流，刀閘是沒有電流開斷能力的，只是在電路中提供明顯斷開點(diǎn)，確保檢修過程中的安全。但此處情況特殊，可以通過這種方式來隔離故障點(diǎn)，因?yàn)榻拥貥O、NBGS開關(guān)、短路點(diǎn)三者并聯(lián)運(yùn)行，短路電流大小取決于過渡電阻大小，在P1-WN-Q12刀閘分閘的過程中，刀口因?yàn)闆]有開斷能力形成電弧，但同時(shí)也產(chǎn)生了電弧電阻，短路點(diǎn)電流進(jìn)一步減小，因此在開斷過程中，短路電流會(huì)逐漸向NBGS開關(guān)和接地極轉(zhuǎn)移，最終成功拉開P1-WN-Q12刀閘，隔離故障點(diǎn)，此時(shí)再分NBGS開關(guān)，恢復(fù)第二極地回路P2大地回線正常運(yùn)行方式。為了完成上述死區(qū)故障清除過程，還有相關(guān)保護(hù)需要做相應(yīng)調(diào)整。如前所述，系統(tǒng)設(shè)計(jì)上NBGS開關(guān)用作雙極平衡運(yùn)行方式下的臨時(shí)接地極，或做單極金屬返回運(yùn)行方式下鉗制電位之用，在這種方式下并不通過大電流。實(shí)際上，接地極通常離換流站數(shù)十公里遠(yuǎn)，就是因?yàn)榇蟮仉娏鬟^大會(huì)導(dǎo)致?lián)Q流變壓器飽和，引起鐵芯過熱，從而損壞變壓器。NBGS流過大電流，會(huì)有同樣的危害，因此直流保護(hù)中設(shè)置了站接地過流保護(hù)，該保護(hù)檢測流過NBGS的電流，如果超過定值，延時(shí)閉鎖。本發(fā)明需要利用NBGS分擔(dān)短路電流，協(xié)助刀閘開斷短路電流，因此需要適當(dāng)調(diào)整站接地過流保護(hù)定值當(dāng)中性母線開關(guān)Pl-WN-Ql失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)，啟動(dòng)死區(qū)故障清除策略同時(shí)延長站接地過流保護(hù)動(dòng)作延時(shí)，直至刀閘成功開斷短路電流，隔離故障點(diǎn)，再恢復(fù)原動(dòng)作延時(shí)。以額定功率3000MW，額定電壓±500kV直流系統(tǒng)為例，假設(shè)故障前雙極平衡運(yùn)行，極I發(fā)生死區(qū)接地，分析故障發(fā)展過程。中性母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作由于中性母線處于地電位，短路支路與原接地線并聯(lián)來分配直流電流。作為故障區(qū)域的主保護(hù)，中性母線差動(dòng)保護(hù)最先動(dòng)作，閉鎖故障極，其中性母線差動(dòng)保護(hù)原理如表I表I
權(quán)利要求
1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)，包括整流側(cè)換流站、直流線路和逆變側(cè)換流站，所述整流側(cè)換流站通過直流線路與逆變側(cè)換流站相連，所述逆變側(cè)換流站包括第一極地回路、第二極地回路和中性母線接地開關(guān)，所述第一極地回路的一端接在直流線路的一端上，第二極地回路的一端接在直流線路的另一端上，第一極地回路的另一端與第二極地回路的另一端共接于地，其特征在于所述第一極地回路和第二極地回路均包括濾波器、換流閥、中性母線開關(guān)、中性母線電流互感器、中性母線刀閘，所述濾波器和換流閥的一端共接在直流線路上，其另一端與中性母線開關(guān)相連，中性母線開關(guān)通過中性母性電流互感器與中性母線刀閘相連，第一極地回路的中性母線刀閘的輸出端與第二極地回路的中性母線刀閘的輸出端共接于地，第一極地回路的中性母線開關(guān)的輸出端和第二極地回路的中性母線開關(guān)的輸出端通過中性母線接地開關(guān)接于地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于所述濾波器與中性母線開關(guān)、換流閥與中性母線開關(guān)之間接有中性母線電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于所述刀閘的輸出端與中性母線接地開關(guān)之間接有中性母線電流互感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓直流輸電系統(tǒng)，包括整流側(cè)換流站、直流線路和逆變側(cè)換流站，所述整流側(cè)換流站通過直流線路與逆變側(cè)換流站相連，所述逆變側(cè)換流站包括第一極地回路、第二極地回路和中性母線接地開關(guān)，所述第一極地回路的一端接在直流線路的一端上，第二極地回路的一端接在直流線路的另一端上，第一極地回路的另一端與第二極地回路的另一端共接于地。本發(fā)明通過中性母線CT電流和中性母線開關(guān)位置判斷死區(qū)內(nèi)是否發(fā)生接地故障，通過閉合中性母線接地開關(guān)分流，調(diào)整站接地過流保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，同時(shí)分開中性母線大地回線刀閘和金屬回線刀閘等一系列配合動(dòng)作，可靠切除故障，并保證另一極的正常運(yùn)行不受影響，可以有效減小故障損失。
文檔編號(hào)H02H7/26GK103022988SQ201110284160
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者沈志剛 申請(qǐng)人:國網(wǎng)運(yùn)行有限公司上海超高壓管理處