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(nèi),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(cè)故障時短路電流較一般變壓器小,因此保護(hù)配置與整定要在這方面予以考慮。
1.2直流偏磁當(dāng)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,如雙不平衡運行,單大地回線方式等,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(dǎo)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(yīng)的保護(hù)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(chǎn)生局部過熱,發(fā)出高頻噪聲,還會使交
流電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)和電容器過熱,對通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾。這些諧波電流應(yīng)加以考慮,以免對
保護(hù)裝置造成影響。
1.4調(diào)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(diào)整電壓的功能。例如:三峽到常州工程三峽側(cè)
換流變壓器檔位范圍+25/-5,每檔調(diào)節(jié)范圍1.25%。因此保護(hù)設(shè)計時要考慮分接頭調(diào)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(diào)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(dāng)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(cè),穿越換流變的電流會增大,但由于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的快速作用,很快會減小。對于
逆變側(cè),直流系統(tǒng)的故障會造成直流電流無法傳變至交流側(cè),反而會使穿越電流減小。
1.5.2對于換流變壓器保護(hù)來說,直流系統(tǒng)造成的嚴(yán)酷的區(qū)外故障為整流側(cè)的閥短路故障
,相當(dāng)于換流變出口的兩相或三相短路故障。但由于直流保護(hù)的干預(yù),實際只會出現(xiàn)半個周
波的兩相短路。對于逆變側(cè),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(cè)小
很多。
1.5.3換流變壓器發(fā)生區(qū)內(nèi)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(cè),功率由交流側(cè)轉(zhuǎn)換至直流側(cè),換流變壓器的故障只會造成這種
轉(zhuǎn)換的停止,而不會使功率反向,因此直流側(cè)不會提供短路電流;在逆變側(cè),當(dāng)故障輕微換
相可以正常進(jìn)行時,由于直流系統(tǒng)的定電流控制特性,直流側(cè)不會提供額外的短路電流。如
果故障嚴(yán)重,必然造成換相無法進(jìn)行(交流電壓降低),直流側(cè)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(diào)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(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生接地故障時,實際造成了閥的短路。由于閥的單向?qū)щ娦?/p>
,故障電流半周電流大,半周電流小,導(dǎo)致差電流中含有較大的二次諧波。
1.5.6對于逆變側(cè)的換流變壓器的區(qū)內(nèi)故障,往往會導(dǎo)致?lián)Q相失敗的發(fā)生,從而在穿越電流電
流中產(chǎn)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(cè)故障一
般不會造成各側(cè)TA的飽和,即使飽和造成保護(hù)的“誤動作”也是正確的(換流變的區(qū)外即閥
的區(qū)內(nèi)故障,都會造成直流的停運)。但對于一個半開關(guān)的接線方式,交流系統(tǒng)區(qū)外故障時
高壓側(cè)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(dāng)閥側(cè)交流連線存在接地故障時,并不產(chǎn)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(shè)置保護(hù)檢
測這種情況下的接地故障。