换流站典型故障录波分析(李君 20139)

1、湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心换流站典型故障录波分析讲课人：李君2013.9湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心主要内容 直流系统正常运行录波 换流阀故障案例分析 直流线路故障案例分析 直流极母线故障案例分析 交流滤波器故障案例分析 交流线路案例分析湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心直流系统正常运行波形直流系统正常运行波形湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心直流系统正常运行波形直流系统正常运行波形湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心直流系统正常运行波形直流系统正常运行波形湖北省检修分公司

2、直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(1)(1)事件概述事件概述 某某500KV直流换流站极直流换流站极I直流控制保护直流控制保护A、B系统中的换流阀保护同时动作（两套保护相系统中的换流阀保护同时动作（两套保护相互独立），极互独立），极I直流系统故障闭锁。直流系统故障闭锁。 故障前，极故障前，极直流系统全压单极大地回线直流系统全压单极大地回线方式额定功率方式额定功率1500MW运行运行。换流阀故障案例分析换流阀故障案例分析湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心换流阀故障案例分析换流阀故障案例分析(2)(2)主接线示意图主接线示意图湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公

3、司直流运检中心换流阀故障案例分析换流阀故障案例分析(3)(3)故障波形故障波形湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心故障时Y桥A、B相电流激增（故障电流达到11030A，约为3.7倍额定电流），直流电压UDL和直流电流IDL降低，符合阀短路故障特征，说明Y桥发生了阀短路故障，短路电流流过Y/Y换流变A、B相绕组。故障前，Y桥A、C相有电流，且A相电流在上半周，C相电流在下半周，这说明：故障前Y桥阀1和阀2导通。按照正常导通时序，下一步应该是阀1与阀3换相，换相结束后阀2和阀3导通，阀1关闭。故障时Y桥A、B相电流激增，C相电流下降为0，且A相电流在下半周，B相电流在上半周。这

4、说明阀1与阀3换相后阀1突然短路，阀1反向导通，造成Y/Y换流变A、B相绕组短路，短路电流经过阀1和阀3。随后，换流阀保护动作，发出X BLOCK闭锁指令，快速停运极I直流系统。整流站阀短路故障的典型特征为：交流侧交替地发生两相短路和三相短路；通过故障阀的电流反向，并剧烈增大；交流侧电流激增，使换流阀和换流变压器承受比正常运行时大得多的电流；换流桥直流母线电压下降；换流桥直流侧电流下降。此次故障时同时具备整流站阀短路故障的5个典型故障特征，本次故障的原因为整流站Y桥阀1发生短路故障。 换流阀故障案例分析换流阀故障案例分析(4)(4)波形分析波形分析湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直

5、流运检中心(1)(1)事件概述事件概述 某某500KV直流换流站极直流换流站极II线路低电压保护动作线路低电压保护动作（冗余配置的两套保护均动作）（冗余配置的两套保护均动作）,经经1次全压再启动次全压再启动不成功，不成功，1次降压再启动成功后降压至次降压再启动成功后降压至350KV运行。运行。直流线路故障案例分析直流线路故障案例分析湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心l 低电压保护的动作条件及定值为：低电压保护的动作条件及定值为：线路全压运行时：线路电压线路全压运行时：线路电压U 250KV,且持续且持续120ms线路降压（线路降压（350KV）运行时：线路电压）运行时：线

6、路电压U 150KV,且持续且持续120ms在线路再启动后在线路再启动后500ms以内，低电压保护动作延时为以内，低电压保护动作延时为60msl 电压突变量保护的动作条件及定值为：电压突变量保护的动作条件及定值为：直流电压下降速率大于定值直流电压下降速率大于定值 du/dt du/dt_set直流电压小于定值直流电压小于定值 ud acom_set | adif | = | Zidif udif | adif_setd(acom) / dt d(acom_set) 全压运行时：全压运行时：acom_set整定值为整定值为350KV, adif_set整定值为整定值为210KV, d(acom_

7、set) 整定值为整定值为300 kv/ms。降压（降压（350KV）运行时：）运行时：acom_set整定值为整定值为245KV, adif_set整定值为整定值为147KV, d(acom_set) 整整定值为定值为210kv/ms。线路再启动保护逻辑为：线路再启动保护逻辑为： 低电压保护、电压突变量保护、行波保护保护动作后均会启动线路再启动保护。线路再启低电压保护、电压突变量保护、行波保护保护动作后均会启动线路再启动保护。线路再启动保护允许进行一次全压再启动，若不成功则进行一次降压再启动，若还不成功，则停运动保护允许进行一次全压再启动，若不成功则进行一次降压再启动，若还不成功，则停运直流

8、系统。线路再启动成功指的是线路再启动后直流系统。线路再启动成功指的是线路再启动后30s内不再有线路保护动作。内不再有线路保护动作。 直流线路故障案例分析直流线路故障案例分析湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心直流线路故障案例分析直流线路故障案例分析(3)(3)故障波形故障波形 直流线路低直流线路低电压保护两电压保护两次动作均满次动作均满足定值，低足定值，低电压保护和电压保护和线路再启动线路再启动保护两次动保护两次动作均正确。作均正确。 湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心直流线路故障案例分析直流线路故障案例分析 线路行波保线路行波保护和电压突护和电压突变

9、量保护不变量保护不满足定值，满足定值，保护不动作。保护不动作。直流线路电直流线路电流故障时增流故障时增大，峰值为大，峰值为2300A。 湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心直流极母线故障案例分析直流极母线故障案例分析( (1)1)事件概述事件概述 某某500KV直流换流站极直流换流站极1直流极母线差动直流极母线差动保护动作（冗余配置的两套保护均动作），保护动作（冗余配置的两套保护均动作），极极1闭锁。闭锁。湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心（2 2）保护原理）保护原理 IPB_DIFF= IPB_DIFF= IDNC IDNC IDLIDL（Z11_I

10、T4+Z12_IT4Z11_IT4+Z12_IT4） IPB_DIFF-(IDNCIPB_DIFF-(IDNC* *0.2+ID_NOM0.2+ID_NOM* *0.4)00.4)0时时, , 延时延时6mS6mS切换系统，延时切换系统，延时16mS16mS跳闸。跳闸。湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(3)(3)故障波形故障波形湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心（4 4）故障原因分析）故障原因分析 （a a）IDLIDL电流方向反向，电流方向反向，IDNCIDNC电电流变大，流变大，UDLUDL电压突变电压突变 （b b）极）极I I直流电压分压器

11、直流电压分压器P1-WP-P1-WP-U1U1外绝缘表面有明显放电痕迹，外绝缘表面有明显放电痕迹，均压环上有三个电击穿的小孔，均压环上有三个电击穿的小孔，最大击穿孔直径约为最大击穿孔直径约为30mm30mm。 湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心交流滤波器故障案例分析交流滤波器故障案例分析( (1)1)事件概述事件概述 2005年8月，葛洲坝换流站交流滤波器相发生发生不平衡保护动作跳闸事故。交流滤波器保护装置的故障报告中显示：相不平衡电流。交流滤波器属于滤波器，额定容量，基波额定电流。 故障处理时发现交流滤波器相柱有一只电容内部熔丝烧断（故障电容的电容测量值为）。更换电容后

12、故障消除。湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(2)(2)电容器接线图电容器接线图 交流滤波器故障案例分析交流滤波器故障案例分析湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(3)(3)故障波形故障波形 湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(4)(4)结论结论 由于电容器组内的单只电容内部熔丝老化，使得该电容内部某一层出现“雪崩效应”，导致不平衡保护动作切除滤波器。 湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心交流线路故障案例分析交流线路故障案例分析( (1)1)事件概述事件概述 2010年年7月月20日日02:10，葛洲坝换流站葛

13、岗线发生，葛洲坝换流站葛岗线发生A、C相同时接地故障，相同时接地故障，RCS-901A和和CSC-103A线路保护同时动作，线路保护同时动作，跳开跳开5061、5063开关。开关未重合闸。开关。开关未重合闸。 现场检查发现：两套线路保护的主保护同时动作。站内现场检查发现：两套线路保护的主保护同时动作。站内一次设备无异常情况。开关重合闸方式为单相重合闸方式。一次设备无异常情况。开关重合闸方式为单相重合闸方式。经调度许可后葛岗线试送电成功。经调度许可后葛岗线试送电成功。湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(2)(2)线路故障特征线路故障特征湖北省检修分公司直流运检中心湖北省检修分公司直流运检中心(3)(3)