許浩強(qiáng)

摘要：與傳統(tǒng)的交流高壓長(zhǎng)距離傳輸相比，高壓直流輸電具有明顯的優(yōu)越性，它將是今后國(guó)內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。其中，換流站是指在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為將直流電（或交流電）轉(zhuǎn)換為交流電（或直流電），并且滿足電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量和安全性、穩(wěn)定性的需求。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成了若干個(gè)換流站，其中500kV常規(guī)直流換流站是常用的，在傳輸功率相同的情況下，線路有功損耗低，線路有功損耗小，適合海下輸電，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，運(yùn)行可靠。本文就500kV常規(guī)直流變流站的運(yùn)行模式和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了探討，希望能為今后的電網(wǎng)建設(shè)工作提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：500KV常規(guī)直流換流站;運(yùn)行方式;對(duì)策

1.換流站

換流站主要由交流濾波器，換流變壓器，避雷器，換流閥，直流濾波器，控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，直流濾波器，保護(hù)系統(tǒng)，平波電抗器。換流站的核心就是換流裝置，其主要包括換流閥和換流變壓器。換流站的保護(hù)系統(tǒng)與調(diào)整系統(tǒng)具有以下作用：掌握電力潮流的走向、減少直流、直流干擾、直流功率、監(jiān)測(cè)換流站各種參數(shù)、調(diào)整潮流數(shù)和其它電參量、保護(hù)換流站設(shè)備、處理、防止換流閥不正常運(yùn)行等。控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性和性能直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，其保護(hù)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是其智能化的組成部分。

2.500kV直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行方式簡(jiǎn)述

根據(jù)線路的不同，500kV直流輸電線路可劃分為：雙極地回線、單極地回線、單極金屬回線。

2.1雙極大地回線

500kV直流輸電系統(tǒng)在正常工作時(shí)，采用雙極大地回線的接線形式，以極對(duì)稱的方式接地極工作電流很少，在實(shí)際操作中，接地電流約為15A;若雙極不對(duì)稱運(yùn)行，接地極電流為雙極電流差值。

2.2單極大地回線

單極大地回線是在海底直流電纜輸電系統(tǒng)中使用的一種方法，它是由一根直流電極線和地面組成的，它只能采用地球回線的形式，而它的流經(jīng)地線就是一條線。在通常情況下，兩極直流系統(tǒng)都是雙極回線模式，一旦一極發(fā)生故障，系統(tǒng)就會(huì)恢復(fù)到單極狀態(tài)。

2.3單極金屬回線

單極金屬回線是一種常用的單極工作模式，當(dāng)一極停機(jī)或接地發(fā)生故障時(shí)，可選用單極金屬回線。要求在無故障極兩端的換流站設(shè)備和直流輸電線路必須完整，故障極直流輸電極的線路能夠滿足金屬回線的絕緣等級(jí)要求;在對(duì)兩端的換流站和故障極采取有效的隔離措施后，才能進(jìn)行維修。

3.500KV常規(guī)直流換流站運(yùn)行方式及對(duì)策

3.1雙極運(yùn)行方式

3.1.1雙極運(yùn)行時(shí)單極非計(jì)劃停運(yùn)

比如，在直流系統(tǒng)雙極全壓3000MW平衡運(yùn)作的過程中，如果單極出現(xiàn)非計(jì)劃停運(yùn)，極Ⅱ直流系統(tǒng)會(huì)發(fā)生緊急停運(yùn)，以保證極Ⅰ直流系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間1.1倍的超負(fù)荷運(yùn)行。主控站的換流站應(yīng)該將直流系統(tǒng)的電源降到1500MW以下，并改變它的工作模式，或者立即向調(diào)度臺(tái)申請(qǐng)繼續(xù)降低運(yùn)作極功率，以避免由于運(yùn)行極換流變中的中性點(diǎn)流經(jīng)部分地網(wǎng)的直流電流成分，使其工作極換流變磁飽和，從而使換流變磁飽和保護(hù)跳閘。

3.1.2順控操作

如大地轉(zhuǎn)金屬、直流場(chǎng)轉(zhuǎn)非接地、極隔離、直流場(chǎng)接地狀態(tài)、極連接、金屬轉(zhuǎn)大地等，都是500KV直流輸電系統(tǒng)的順控操作，如果順控操作不當(dāng)，或者人工輔助操作次序不對(duì)，都有可能導(dǎo)致運(yùn)行極直流閉鎖。因此，在操作時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：一極運(yùn)行正常，另一極維修或操作時(shí)，應(yīng)充分考慮到其可能給雙極公共區(qū)域設(shè)備造成的影響。如需變更，則需綜合分析，并采用單一步驟，經(jīng)生產(chǎn)主管批準(zhǔn)后，方可解除軟件聯(lián)鎖，不得采用非正常方法。其次，在進(jìn)行手動(dòng)順控制或直流保護(hù)切換時(shí)，若順控制停頓，必須仔細(xì)分析故障產(chǎn)生的原因，不得擅自改變直流場(chǎng)的連接方式，避免運(yùn)行極發(fā)生直流閉鎖現(xiàn)象。

3.2OLT測(cè)試

500KV直流輸電系統(tǒng)的OLT測(cè)試也稱為極開路測(cè)試，它分為帶線路極開路測(cè)試與不帶線路極開路測(cè)試。在OLT測(cè)試中，可通過手動(dòng)將直流電壓施加于直流側(cè)來檢測(cè)直流側(cè)長(zhǎng)期停運(yùn)后的絕緣。在直流線路發(fā)生故障或維修后，在正式恢復(fù)供電之前，直流線路應(yīng)由任何一臺(tái)進(jìn)行帶線極斷路測(cè)試;在直流輸電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)或直流一次裝置（例如平波電抗器、極母線、閥廳內(nèi)的裝置）發(fā)生二次故障或維修后，在正式送電之前，應(yīng)對(duì)相關(guān)變流站的故障或維修極進(jìn)行無線路極開路測(cè)試。在進(jìn)行OLT測(cè)試時(shí)，需要考慮以下問題：第一，OLT測(cè)試中，若OLT測(cè)試的另一端采用金屬回線，會(huì)導(dǎo)致OLT測(cè)試極極母線發(fā)生差動(dòng)保護(hù)。其次，OLT測(cè)試必須采用單一的大地環(huán)操作方式進(jìn)行，而極功能則采用單獨(dú)的控制操作。

3.3交流濾波器投切操作

在進(jìn)行交流濾波器倒閘時(shí)，應(yīng)充分考慮無功控制對(duì)直流系統(tǒng)傳輸功能的影響，避免由于交流濾波器跳閘、投退而產(chǎn)生的無功不足，從而引起直流閉鎖或功率下降。其次，在系統(tǒng)運(yùn)行方式和功率升降時(shí)，禁止人工投出過濾器。第三，如果沒有后備交流濾波器，可以采用并聯(lián)電容作為代運(yùn)作的交流濾波器，但是必須滿足一定數(shù)量的最小濾波器組。若不能滿足最小濾波器組數(shù)目的要求，將會(huì)使濾波器的功耗出現(xiàn)下降。第四，當(dāng)交流濾波器母線未充電時(shí)，不要對(duì)相關(guān)的交流濾波器組開關(guān)進(jìn)行操作。

3.4直流系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行分析

當(dāng)直流系統(tǒng)處于滿負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電流達(dá)3000A，換流恢復(fù)到正常工作狀態(tài)時(shí)，短引線的充電保護(hù)應(yīng)立即停止，否則相應(yīng)TA的測(cè)量將會(huì)大于1000A，從而導(dǎo)致短導(dǎo)線的充電保護(hù)動(dòng)作，使相應(yīng)直流系統(tǒng)閉鎖。比如，2004年四月二十七日，國(guó)網(wǎng)有一廠站接到了調(diào)度臺(tái)，要求將5081，5082開關(guān)間短引線保護(hù)投入，當(dāng)5081被切斷后，除了相應(yīng)的線路被切斷之外，其余的設(shè)備都沒有任何問題。其中，發(fā)生保護(hù)動(dòng)作的原因是：在全負(fù)載運(yùn)行時(shí)，該線路的瞬間電流達(dá)到1120A，超出了保護(hù)動(dòng)作值，從而出現(xiàn)了保護(hù)動(dòng)作。

4.結(jié)束語

本文從500kV常規(guī)直流換流站的運(yùn)行工況特點(diǎn)、存在的隱患、危險(xiǎn)因素等方面入手，結(jié)合實(shí)際工作實(shí)踐，探討了應(yīng)對(duì)措施。在進(jìn)行換流站日常倒閘作業(yè)時(shí)，若遇以上情形，應(yīng)按相關(guān)作業(yè)程序進(jìn)行處理，以免再次發(fā)生類似的事故，充分保障換流站的安全。本文就500kV常規(guī)直流變流站的運(yùn)行模式和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了探討，希望能為今后的電網(wǎng)建設(shè)工作提供一些借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]楊艷紅，裴瑋，鄧衛(wèi)，等.計(jì)及換流站運(yùn)行方式的交直流混合配電系統(tǒng)潮流計(jì)算方法[J].高電壓技術(shù)，2016，42（07）：2149-2157.