專利名稱：一種高壓直流輸電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓直流輸電系統，屬于高壓直流輸電技術領域。
背景技術：
在現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中，中性母線開關與中性母線電流互感器(CT)之間的區域是保護死區，該區域發生故障后，閉鎖故障極，斷開直流開關并不能有效的切除故障點，另一極的運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向短路點供電，最終導致非故障極閉鎖，擴大故障范圍，不滿足繼電保護“四統一”的要求。
發明內容
本發明為了克服現有技術存在的不足，提供一種高壓直流輸電系統。本發明可以通過采取以下技術方案予以實現一種高壓直流輸電系統，包括整流側換流站、直流線路和逆變側換流站，所述整流側換流站通過直流線路與逆變側換流站相連，所述逆變側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，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、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相連，中性母線開關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的輸出端和第二極地回路的中性母線開關的輸出端通過中性母線接地開關接于地。在上述基礎上，本發明所述濾波器與中性母線開關、換流閥與中性母線開關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之間接有中性母線電流互感器。與現有技術相比較，本發明的有益效果是本發明通過中性母線CT電流和中性母線開關位置判斷死區內是否發生接地故障，通過閉合中性母線接地開關分流，調整站接地過流保護的動作延時，同時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作，可靠切除故障，并保證另一極的正常運行不受影響，可以有效減小故障損失。
圖1是本發明的高壓直流輸電系統的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作詳細描述。
如圖1所示，本發明的高壓直流輸電系統，包括整流側換流站、直流線路和逆變側換流站，所述整流側換流站通過直流線路與逆變側換流站相連，所述逆變側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Pl-WN-Ql相連，中性母線開關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P2-WN-Q1相連，中性母線開關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Pl-WN-Ql的輸出端和第二極地回路的中性母線開關P2-WN-Q1的輸出端通過中性母線接地開關接于地。本發明所述濾波器與中性母線開關、換流閥與中性母線開關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之間接有中性母線電流互感器。本發明的高壓直流輸電系統的工作過程如下故障前雙極平衡運行，中性母線刀閘P1-WN-Q12和P2-WN-Q12都閉合，大地電流接近O。當A點發生短路，該位置由中性母線CT，Pl-WN-T11和Pl-U-T11構成的差動保護區覆蓋，短路電流會被這兩個CT檢測到，并引起差動保護動作，動作后果是第一極地回路Pl閉鎖，跳開中性母線開關Pl-WN-Ql。故障點被隔離。第一極地回路Pl停止運行。但第二極地回路P2仍然能夠維持正常運行，A電流通過P2-Q12刀閘進入接地極；當B點發生短路，該位置由中性母線CT，Pl-WN-Tll和Pl-U-Tll構成的差動保護區覆蓋，短路電流會被這兩個CT檢測到，并引起差動保護動作。I)動作后果是第一極地回路Pl閉鎖，跳開中性母線開關P1-WN-Q1，第一極地回路Pl停止運行。但故障點并未有效隔離。由于第二極地回路P2仍然在運行，短路電流通過P2-WN-Q12刀閘進入短路點。此時相當于短路點和接地極并聯，短路電流大小由大地回線電阻和短路點過渡電阻比例決定。2)P1-WN-Q1已由保護跳閘，但Pl-WN-Tll仍然檢測到短路電流，因此會引起Pl-WN-Ql開關失靈保護動作，動作后果是重合Pl-WN-Ql，以保護開關3)本發明提出的方法是在重合Pl-WN-Ql的同時合上中性母線接地開關NBGS。NBGS有兩個作用，一是接地極故障退出運行時，可以作為臨時接地極運行，另一個作用是金屬返回運行方式下，在逆變側合上NBGS，作鉗制電位之用，保證中性母線設備安全。4)此時相當于接地極、NBGS開關、短路點三者并聯運行，由于NBGS的分流作用，通過短路點的電流進一步減小。合上NBGS后再發P1-WN-Q12分閘指令。(在電力系統中，通常情況下一定要通過開關來開斷電流，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，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，因為接地極、NBGS開關、短路點三者并聯運行，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，刀口因為沒有開斷能力形成電弧，但同時也產生了電弧電阻，短路點電流進一步減小，因此在開斷過程中，短路電流會逐漸向NBGS開關和接地極轉移，最終成功拉開P1-WN-Q12刀閘，隔離故障點，此時再分NBGS開關，恢復第二極地回路P2大地回線正常運行方式。為了完成上述死區故障清除過程，還有相關保護需要做相應調整。如前所述，系統設計上NBGS開關用作雙極平衡運行方式下的臨時接地極，或做單極金屬返回運行方式下鉗制電位之用，在這種方式下并不通過大電流。實際上，接地極通常離換流站數十公里遠，就是因為大地電流過大會導致換流變壓器飽和，引起鐵芯過熱，從而損壞變壓器。NBGS流過大電流，會有同樣的危害，因此直流保護中設置了站接地過流保護，該保護檢測流過NBGS的電流，如果超過定值，延時閉鎖。本發明需要利用NBGS分擔短路電流，協助刀閘開斷短路電流，因此需要適當調整站接地過流保護定值當中性母線開關Pl-WN-Ql失靈保護動作時，啟動死區故障清除策略同時延長站接地過流保護動作延時，直至刀閘成功開斷短路電流，隔離故障點，再恢復原動作延時。以額定功率3000MW，額定電壓±500kV直流系統為例，假設故障前雙極平衡運行，極I發生死區接地，分析故障發展過程。中性母線差動保護動作由于中性母線處于地電位，短路支路與原接地線并聯來分配直流電流。作為故障區域的主保護，中性母線差動保護最先動作，閉鎖故障極，其中性母線差動保護原理如表I表I
權利要求
1.一種高壓直流輸電系統，包括整流側換流站、直流線路和逆變側換流站，所述整流側換流站通過直流線路與逆變側換流站相連，所述逆變側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，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、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相連，中性母線開關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的輸出端和第二極地回路的中性母線開關的輸出端通過中性母線接地開關接于地。
2.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統，其特征在于所述濾波器與中性母線開關、換流閥與中性母線開關之間接有中性母線電流互感器。
3.根據權利要求1或2所述的高壓直流輸電系統，其特征在于所述刀閘的輸出端與中性母線接地開關之間接有中性母線電流互感器。
全文摘要
本發明公開了一種高壓直流輸電系統，包括整流側換流站、直流線路和逆變側換流站，所述整流側換流站通過直流線路與逆變側換流站相連，所述逆變側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，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。本發明通過中性母線CT電流和中性母線開關位置判斷死區內是否發生接地故障，通過閉合中性母線接地開關分流，調整站接地過流保護的動作延時，同時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作，可靠切除故障，并保證另一極的正常運行不受影響，可以有效減小故障損失。
文檔編號H02H7/26GK103022988SQ201110284160
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者沈志剛 申請人:國網運行有限公司上海超高壓管理處