1.1短路阻抗直流輸電中閥的換相過程實際上就是兩相短路,為了將換向過程中的電流限制在一定范圍內,換流變壓器的短路阻抗要大于一般變壓器。短路阻抗過大,會使換流變壓器二次側故障時短路電流較一般變壓器小,因此保護配置與整定要在這方面予以考慮。
1.2直流偏磁當直流系統(tǒng)在使用大地回線的情況下,在一些運行工況下會有直流電流流入大地,如雙極不平衡運行,單極大地回線方式等,使地電位發(fā)生變化,造成直流電流流入變壓器原邊繞組,使換流變壓器發(fā)生直流偏磁,工作點偏移。如果此直流電流過大,會導致?lián)Q流變壓器鐵心飽和,同時損耗和溫升也將增加。因此,要配置相應的保護防止這種情況下對換流變壓器造成的損壞。
1.3諧波由于換流器的非線性,在交流和直流系統(tǒng)中將出現(xiàn)諧波電壓和電流。對于換流變壓器,主要會流過特征諧波電流,即p*n+1次諧波電流(p為脈波數(shù),n為任意正整數(shù))。在運行中,諧波電流會使換流變壓器損耗和溫升增加,產生局部過熱,發(fā)出高頻噪聲,還會使交流電網中的發(fā)電機和電容器過熱,對通訊設備產生干擾。這些諧波電流應加以考慮,以免對保護裝置造成影響 。
1.4調壓分接頭為了使直流系統(tǒng)運行在的工況
,減少交流系統(tǒng)電壓擾動對直流系統(tǒng)的影響,換流變壓器都具有較大范圍的利用分接頭調整電壓的功能
。例如:三峽到常州工程三峽側換流變壓器檔位范圍+25/-5
,每檔調節(jié)范圍1.25%
。因此保護設計時要考慮分接頭調整帶來的影響,如正常運行時變比的變化等
。
1.5直流系統(tǒng)的特殊運行工況由于直流控制系統(tǒng)的特殊調節(jié)作用
,使換流變壓器遇到的運行工況以及故障情況不同于普通變壓器。這些不同主要包括以下幾點:
1.5.1直流系統(tǒng)的故障相當于換流變壓器的區(qū)外故障
,一般短路電流都不會太大
。對于整流側,穿越換流變的電流會增大
,但由于直流控制保護系統(tǒng)的快速作用
,很快會減小。對于逆變側
,直流系統(tǒng)的故障會造成直流電流無法傳變至交流側
,反而會使穿越電流減小。
1.5.2對于換流變壓器保護來說
,直流系統(tǒng)造成的嚴酷的區(qū)外故障為整流側的閥短路故障
,相當于換流變出口的兩相或三相短路故障。但由于直流保護的干預
,實際只會出現(xiàn)半個周波的兩相短路
。對于逆變側,由于觸發(fā)角很大
,閥短路時流過換流變壓器的電流較整流側小很多
。
1.5.3換流變壓器發(fā)生區(qū)內故障時,直流系統(tǒng)一般不會提供短路電流
。這是由直流控制系統(tǒng)的作用造成的
。在整流側,功率由交流側轉換至直流側
,換流變壓器的故障只會造成這種轉換的停止,而不會使功率反向
,因此直流側不會提供短路電流
;在逆變側,當故障輕微換相可以正常進行時
,由于直流系統(tǒng)的定電流控制特性
,直流側不會提供額外的短路電流。如果故障嚴重
,必然造成換相無法進行(交流電壓降低)
,直流側更不會提供短路電流。
1.5.4由于直流控制系統(tǒng)快速的調節(jié)作用
,在需要的時候
,可以快速的將功率傳輸由一個方向反至另一個方向
,對于換流變壓器來說,就會出現(xiàn)快速的潮流反向
。
1.5.5換流變壓器保護區(qū)內發(fā)生接地故障時
,實際造成了閥的短路。由于閥的單向導電性
,故障電流半周電流大
,半周電流小,導致差電流中含有較大的二次諧波
。
1.5.6對于逆變側的換流變壓器的區(qū)內故障
,往往會導致?lián)Q相失敗的發(fā)生,從而在穿越電流電流中產生很大的諧波
,但差電流(即提供給故障點的電流)仍主要為工頻分量
。
1.5.7由于換流變壓器的特殊運行方式以及較大的漏抗(作為換相電抗),二次側故障一般不會造成各側TA的飽和
,即使飽和造成保護的“誤動作”也是正確的(換流變的區(qū)外即閥的區(qū)內故障
,都會造成直流的停運)。但對于一個半開關的接線方式
,交流系統(tǒng)區(qū)外故障時高壓側TA存在飽和的可能
。。這種情況下的誤動作是不可接受的
,必須防止
。
1.5.8在閥未解鎖前,當閥側交流連線存在接地故障時
,并不產生接地電流
,也不會對變壓器造成損害。但如此時不發(fā)現(xiàn)故障
,閥一解鎖后
,就會造成閥的短路。因此要設置保護檢測這種情況下的接地故障
。
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