[发明专利]特高压直流中性母线开关失灵保护逻辑优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及特高压直流输电系统中性母线开关失灵保护的动作策略及采用该策略的保护装置。

背景技术

在特高压直流输电系统中，由于直流电流不像交流电流一样存在过零点，直流断路器的断流能力有限而且依赖于自身的辅助回路，为了直流工程中进行故障隔离操作，一般在极中性母线侧配置一个直流断路器进行极隔离操作，即图1中的中性母线开关(NBS)，当中性母线开关操作失败时，也就是开关失灵时，如果不采用适当的处理方式，可能导致双极停运，中性母线开关失灵保护判据如下：

中性母线开关NBS接收到跳闸命令一段时间后IDNE电流超过某一定值，中性母线开关失灵保护动作。

IDNE为中性母线侧靠接地极端的直流电流。

中性母线开关失灵保护动作后，为防止中性母线开关损坏需要重合中性母线开关，如中性母线开关被重合并锁定后，故障无法隔离，可能导致非故障极停运。特高压直流由于传输容量巨大，一旦发生双极停运，对交流系统的冲击非常大，传输功率的中断也会给国民经济带来巨大损失。

在直流输电系统中，图1所示的中NBS，NBGS，MRTB为直流开关，具备一定断流能力，P1_WN_Q11、P1_WN_Q12、P2_WN_Q11、P2_WN_Q12为隔离开关，不具备断流能力。

发明内容

本发明目的是：提出特高压直流中性母线开关失灵时保护逻辑的优化方法，在特高压直流输电系统双极运行时，故障极发生中性母线开关失灵时，通过换流站内接地点临时过流能力进行故障极隔离，有效避免双极停运。

本发明的技术方案是：一种直流输电故障极中性母线开关失灵保护方法，其特征在于：在双极运行过程中，对故障极的中性母线开关失灵，按照下列步骤完成故障极隔离：

步骤1：发令让故障极中性母线开关NBS重合并锁定；

步骤2：闭合换流站内中性母线接地开关NBGS；

步骤3：分开故障极中性母线开关NBS附近的隔离开关(如P1_WN_Q11)；

步骤4：在隔离开关分开到位后，断开换流站内接地开关NBGS。

其中，在双极运行过程中，一旦故障极的中性母线开关失灵，应该先检测是否有本极隔离信号，防止失灵保护误动导致停运；如果没有有本极隔离信号则不再执行上述四个步骤；如果有本极隔离信号则执行步上述四个步骤，如图1所示。

极隔离信号是指直流保护动作后，根据故障类型需要将故障极进行隔离操作，通常直流工程对极隔离定义为分开高压母线隔离开关和中性母开关(NBS)以及其相邻隔离开关。

通过上述操作，可有效进行故障极的隔离，确保非故障极的功率传输。

本发明的有益效果是：在故障极发生中性母线开关失灵时，如果另一极处于运行状态，由于故障极的中性母线开关无法断开，将会引起另一极(非故障极)停运，最终导致双极停运，采用本发明处理方法后在中性母线开关失灵时也能对故障极进行隔离，有效避免双极停运。

附图说明

图1为特高压直流换流低压端主接线图；

图2为本发明故障隔离步骤1状态图；

图3为本发明故障隔离步骤2状态图；

图4为本发明故障隔离步骤3状态图；

图5为本发明故障隔离步骤4状态图；

图1～图5中：IDNE为中性母线靠接地极侧电流；NBS为中性母线开关；NBGS为站内接地开关；MRTB为金属回线转换开关；P1_WN_Q11、P1_WN_Q12、P2_WN_Q11、P2_WN_Q12为中性母线隔离开关。

图6为本发明的故障隔离流程图。

具体实施方式

以下图2中K点发生故障为例，在双极运行时极一K点发生接地故障，极一保护动作，进行极隔离操作，极隔离过程中分开故障极(即极一)的中性母线开关(NBS)，一旦中性母线开关分开失败，中性母线开关失灵保护动作，中性母线开关重合并锁定，此时由图3可知，极二作为非故障极，会向故障点提供电流，极二通过故障点以及接地极的接地点与对站构成回路，如果不进行相应处理，为防止故障点K对站内人身和设备造成危害，需要停运非故障极。

中性母线开关失灵保护动作后，同时本极在进行极隔离操作，按照图3所示操作闭合站内接地开关(NBGS)，站内接地开关闭合后极二通过三个接地点与对站构成回路，此时站内接地点与故障点并联运行，承担大部分电流，接地极由于线路较长，线路电阻较大，在并联运行方式下承担电流较小，由于站内接地点与故障点并联运行，可通过图4所示操作分开P1_WN_Q11和P1_WN_Q12隔离开关，通过P1_WN_Q11和P1_WN_Q12隔离开关的断点隔离故障极后，再分断站内接地开关NBGS(如图5所示)。保证极二的继续正常运行。