２０１ ３年第８期 （总第２５１期） 中阖高新技末企ｌ业 ｌ …Ｈ ｃ＊Ｅ Ｎ？￡ Ｉ｝ ； ＮＯ．８．２０１ ３ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．２５１） 牛从直流输电系统中性母线三种电气 连接方案优越性浅析 李本毓 （超高压输电公司曲靖局，云南曲靖６５５０００） 摘要：文章以牛从直流输电系统为例，对两回直流线路同塔架设、换流阀组同址建设直流输电系统的中性母 线三种接线方案进行了运行性能和经济性的对比分析，最后得出了较优方案，为系统设计提供选择。 关键词：中性母线；基本接线方式；跨联接线方式；环形接线方式 中图分类号：ＴＭ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－２３７４（２０１３）０８—０１２８—０３ 溪洛渡右岸电站送电广东＋５００ｋＶ同塔双回直流输电工 程（以下简称牛从直流输电系统），是国内第一个两回直 流线路同塔架设、换流阀组同址建设的直流输电工程，本 文在常规换流站直流场电气接线基础上，结合牛从直流输 电系统两回直流合建、各侧共用接地极的特点，针对中性 母线的电气连接提出了基本直流接线方案、环形接线方案 以及跨联接线方案三种接线方案，本文通过对三种接线方 案的技术性、经济性进行比较，提出最优方案，并对最优 接线方案的前景进行展望。 １ 中性母线三种电气连接方案 牛从直流输电系统送受两端换流站均采用共用接地极 方案，换流站内的４个阀组布置紧凑，因此，通过直流开关 可以实现４个阀组中性母线与高压极母线之间的灵活连接， 可以提高高压直流输电系统的可靠性与灵活性。下面对三 种接线方案进行阐述。 １．１基本接线方案 基本接线方案就是按照常规换流站那样，各回直流采 用的中性母线接线方式，各回直流中性母线间元任何 图１环形接线方案示意图 １．３跨联接线方案 电气连接，运行方式上互不影响。 １．２环形接线方案 如图１所示，环形接线方案对于单极金属回线方式， 每回直流极线将分别通过一组高压隔离开关与中性母线网 络连接。任意两个极性相反的换流阀组均可以组成一个完 整双极对运行，例如“ＰｏｓＰ１”与“ＮｅｇＰ１”（或“ＰｏｓＰ２” 与“ＮｅｇＰ２”）。 为了确保各个直流开关在任意组合状态下，所有的换 流阀组低压端都可以实现快速的接地操作，应在每个换流 阀组低压端装设１只高速接地开关。当某一双极因故障进入 单极大地回线运行，另一双极正常运行时，应在站内通过 快速直流开关实现两回直流接地极线路的隔离，以保证健 全双极中性母线的零电压。 图２跨联接线方案示意图 １２８ 跨联接线方案如图２所示。该方案每个双极都有一个 的典型中性母线接线网络。但是，两个双极的接地极 线路在换流站内通过一个大地回线转换开关连接。在两回 直流都处于双极平衡运行的正常工作方式下，这个大地回 线转换开关处于断开状态。跨联接线方案将两回直流的接 地极线路在站内终端通过大地回线转换开关互联，提高同 塔双回直流输电系统在极端故障情况下的运行可靠性，即 两回双极中不同极性的单极同时不可用时，健全的两个单 极可以组成一个完整双极平衡运行。两极之间的电流直接 通过跨联的大地回线转换开关联通，电流通路避免了在 ２ Ｘ １４７ｋｍ接地极引线的迂回，既减少了接地引线上的电流 损耗，也减少了故障的几率。 ２三种方案比较分析 三种接线方案在实际运行中，各有优缺点，下面分别 从运行性能和经济性对中性母线的三种接线方式进行比较 分析。 ２．１ 三种接线方式运行性能比较分析 牛从直流输电系统采用的是两回直流合建，在送受两 端两回直流分别共用接地极，每回直流拥有相互的接 地极线路。考虑降压运行情况，经统计后，牛从直流对称 运行方式与不对称运行方式共有６１种运行方式。本文主要 考虑以下六种特殊情况下的运行方式： ２．１．１两回四个极正常运行时，三种接线方式都能 满足。 ２．１．２一回正极（或负极）中性母线开关故障断开， 另一回双极正常运行，不损失其中任何一个极的功率。环 形接线能满足。 ２．１．３一回正极（或负极）中性母线开关故障断开， 另一回负极（或正极）中性母线开关故障断开，不损失任 何一个极的功率。环形接线能满足。 ２．１．４一回正极（或负极）停电，另一回负极（或正 极）停电。三种接线方式都能满足。 ２．１．５一回接地极线路故障，不损失任何一极的功 率。环形接线，跨联接线能满足。 ２．１．６两回接地极线路故障，异极性的两极分别以各回 的另一极线路形成金属回线运行。三种接线方式都能满足。 综上所述，在中性母线开关故障的情况下，环形接 线方案具有更好的优越性，在接地极线路故障时，环形接 线、跨联接线方案具有更强的优越性。 ２．２三种方案经济性比较 表１三种方案的投资金额一览表 从表１中可以看出：环形接线方案需增３ｎ３８１０万元， 跨联接线方案是在基本直流接线方案基础上增加了一个大 地回线转换开关，增加投资１０７０万元的投资。 据相关统计资料，近年来国内和国外远距离大容量高 压直流输电工程的相关可靠性统计指标进行综合统计分析 显示，直流输电线路依然是影响直流输电工程可靠性的薄 弱环节，接地极线路作为直流输电线路的一部分，起着至 关重要的作用。下面进一步对其中一回接地极线路故障后 采用另一回的接地极线路输送能量时产生的经济效益以及 双回直流异极性故障，健全的两个单极组成一个完整双极 平衡运行产生的经济效益分析进行比较。 假设每度电单价为０．５元，牛从直流输电系统的单极 容量为１６００ＭＷ，利用单极金属回线传输功率时的损耗为 ５％。 ２．２．１一回接地极线路故障后，采用另一回的接地极 线路输送能量与本回采用单极金属回线运行产生的经济效 益比较： 双极大地运行时，１小时的经济效益： Ｑ１＝３２００ＭＷ Ｘ １０００×０．５×１＝１６０万元 单极金属回线时，１小时的经济效益： Ｑ２＝１６Ｏ０ＭＷ×１０Ｏ０×０．５×１×０．９５＝７６万元 两种运行方式比较，１小时损失的经济效益为： Ｑ＝Ｑ１一Ｑ２＝１６０００００—７６００００，＝８４万元 跨联接线方案和环形接线方案可以实现这种特殊运 行方式的运行，那么，当某回接地极线路故障，需要利用 另一回接地极线路运行，采用跨联接线方案时，只需要运 行ｌ２．７３个小时就可以获得１Ｏ７Ｏ万元的经济效益，即收回跨 联接线的投资金额；当采用环形接线方式时，只需要运行 ４５．３６个小时可以获得３８１ｏ万元的经济效益，即收回环形接 线的投资金额。 ２．２．２两回异极性故障，非故障两极组成健全极运行 与非故障两极分别采用金属回线运行时（这里建议不采用 大地回线运行，因为大地回线为非常规运行方案）的经济 效益比较： 非故障两极组成健全双极运行，ｌｓｌ＇，时的经济效益： Ｑ３＝３２ｏｏＭＷＸ １０００Ｘ０．５Ｘ １＝１６０万元 非故障两极分别采用金属回线方式运行，ｌ小时的经 济效益： Ｑ４＝１６ｏｏＭｗ×１０Ｏ０×０．５×１×０，９５×２＝１５２万元 可以看出，若这时采用基本接线方案，那么每小时将比 产生８万元的经济效益。 ３结语 综合来看，环形接线方案相对于跨联接线方案而言， 仅在某极中性母线开关故障断开时确保不丢失其功率的情 况更优越，使用环形接线方案使得直流中性母线接线具有 更高的可靠性与灵活性。但就实际运行情况而言，中性母 线开关故障引起极闭锁导致丢失功率的情况较少，采用环 形接线方案需增加投资３８１０万元，经济效益不明显。建议 不采用此方案。 跨联接线方案是在基本直流接线方案基础上，将两回 直流的接地极线路在站内终端通过隔离开关互联，实现了 两回直流异极性故障，健全的两个单极可以组成一个完整 １２９ ２０１ ３年第８期 （总第２５１期） 黧南麴缚 （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔＮｙＯ．ＮＯ８．２０１ ３ ２５１） ．浅谈继电保护装置的应用和发展趋势 李洁茹 （石河子职业技术学院机械电气工程分院，石河子８３２０００） 摘要：随着ｘ．，３ｋ的飞速发展，电网结构和规模愈来愈大，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，其 可靠性与电网安全稳定运行密切相关。文章对继电保护装置做了简要的介绍，并对继电保护的发展趋势提出 了粗浅的见解。 关键词：继电保护；状态检修；安全运行；发展趋势 中图分类号：ＴＭ７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－２３７４（２０１３）０８—０１３０—０２ 电力工业是国民经济发展的基础和支撑，现代人们 的日常生活和工业的生产运行都离不开电力，尤其是现代 工业使用的机械化设备无一离不开电力的保障和维持，电 力已成为国计民生的重要资源。继电保护装置在电力系统 全，将损失降到最低。如果有停电事故发生，继电保护装 置会自动启动发电设备来保证电力系统能够不问断供电， 保证系统中的设备能够正常运转。继电保护装置还能发出 异常信号，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的 影响。如在供电中，系统的某些设备有异常反应，但这些 异常状况在短时间内不会影响系统的正常运行，但继电保 护装置的智能化系统还是能够检ＩＩＩＩ！Ｉ这种异常，并及时向 操作人员发出预警，警示这种异常的状况，以便于工程师 中的作用是非常重要的，继电保护是通过有触点的继电器 来对电力系统以及变压器、发电机、输电线路等电力元器 件实施保护，以防受到破坏的装置。继电保护的作用就是 在电力系统发生故障或者出现异常状态的时候，在可能实 现的最短时间和最小区域内，从系统中自动将故障设备切 除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或 避免设备的损坏，降低对毗邻地区供电的影响。对于一些 重要行业、重要领域的用电来讲，对于电力的稳定性要求 是非常高的，万一有供电不稳定或者断电事故，将会带来 无以估量的损失，继电保护的作用和重要性不言而喻。 及时查找故障根源和修复故障，避免酿成安全事故。 对于继电保护装置的基本要求，首先是灵敏性和速动 性。灵敏性是要具有一定的灵敏系数，只要是继电保护装 置保护范围内的动作，无论发生短路的位置在何处，也无 论是何种性质的短路，继电保护不能有拒绝动作和指令， 而在保护区外发生的故障，不应该产生错误动作。如果有 短路故障，必须能够快速地切除这个故障，尽可能地缩短 处理时间以降低瞬间大短路电流对系统设备的损坏程度， １ 继电保护装置原理和要求 电力系统正常运行，继电保护装置就会持续监测运行 尽快使系统恢复正常，使电气设备顺利完成自启动，提高 发电机并列运行的稳定性。其次是可靠性与选择性。继电 中的设备，并检测设备的各项数据和参数，来进行设备运 行状况的分析，将信息汇总给操作人员，这样操作人员就 对设备的总体运行状况能有非常直观的认识。如果电力系 统有故障发生时，比如短路或者电气量发生变化使得原件 出现问题，继电保护装置内置程序就能有选择性地断开故 障电路部分，以充分保证电力系统中其他设备的正常和安 保护装置的元器件必须质量可靠、系统稳定、运维得当， 同时必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试 正确无误，充分满足可靠性的要求，避免产生事故和扩大 事故的影响面。选择性是指当电力系统中有故障发生时， 继电保护装置应能选择性地切除故障部分，能第一时间断 双极平衡运行，并且在一回接地极线路故障时，通过此隔 离开关利用另一回的接地极线路恢复运行，增加的经济效 益非常可观，而跨联接线方案仅仅只增加两回双极中不同 极性的单极组成完整双极运行工况所对应的控制保护策略 和需增加设备投资仅为１０７０万元，实现较简单方便，建议 采用跨联接线方案。 流输电工程电气主接线研究报告［Ｒ】．西南电力设计 院．２００９． ［２】邹强．洛渡右岸电站送电广东±５００ｋＶ同塔双回直流输 电工程控制保护设计规范［ｓ］．南京南瑞继保电气有限公 司，２００９． ［３】张禄琦，等．高压直流输电工程可靠性指标统计分析 ［Ｊ】．电力系统自动化，２００７，（１９）． 参考文献 ［１］周德才．溪洛渡右岸电站送电广东±５００ｋＶＩ￣塔双回直 １３０ （责任编辑：黄银芳）
