±800kV楚穗直流大地回線轉(zhuǎn)金屬回線轉(zhuǎn)換失敗原因分析與改進(jìn)建議摘要：根據(jù)一起±800kV楚穗直流大地金屬方式轉(zhuǎn)換不成功的事件，結(jié)合金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)原理和保護(hù)配置，分析故障時的動作錄波和接地極線路電流，判斷大地金屬回線轉(zhuǎn)換失敗的原因為金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)避雷器故障，提出通過降低直流功率提高轉(zhuǎn)換成功率和加強(qiáng)避雷器特性測試的建議。關(guān)鍵詞：楚穗直流；金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)；避雷器；順序控制0引言直流運行過程中大地與金屬回線運行方式轉(zhuǎn)換的操作是最常見的直流運行方式轉(zhuǎn)換操作，大地回路相比同樣長度的金屬回路有較低的電阻和功率損耗，可以保證一極線路檢修，另一極仍可正常運行，從而提高直流系統(tǒng)的可用率。在健全極設(shè)備正常情況下，大地回線方式與金屬回線方式轉(zhuǎn)換的不成功是一種嚴(yán)重的缺陷，本文以中國南方電網(wǎng)土80kV楚穗直流送端楚雄換流站為例，對一起因設(shè)備故障造成大地金屬回線方式轉(zhuǎn)換不成功的事件進(jìn)行原因分析，提出改進(jìn)建議。1故障過程2012年9月22日10時22分，將極2單極大地回線方式轉(zhuǎn)為金屬回線方式運行，在轉(zhuǎn)換過程中，金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)0050（簡稱MRTB）發(fā)生了重合，運行方式再次回到單極大地回線方式，大地回線轉(zhuǎn)金屬回線方式不成功。故障前極2在大地回線方式運行，直流功率1500MW。2現(xiàn)場檢查情況直流場MRTB在合位，紅外測溫MRTB的避雷器裝置中有一支溫度達(dá)54.6°C，其它設(shè)備無異常（平均溫度為20.8C），紅外測溫圖如圖1所示。通過對發(fā)熱的

避雷器進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)進(jìn)行泄漏電流測量時無法升壓，打開避雷器上部蓋板后，發(fā)現(xiàn)密封面已經(jīng)變形損壞，詳見圖2。圖1：轉(zhuǎn)換操作時0050開關(guān)振蕩回路避雷器紅外圖片圖2：發(fā)熱避雷器開蓋檢查已損壞照片3故障分析3.1MRTB振蕩回路相關(guān)介紹MRTB振蕩回路總體結(jié)構(gòu)見圖3,結(jié)構(gòu)主要由3部分組成：（1）避雷器組成的能量吸收裝置；（2）由開關(guān)組成的開斷裝置（0050開關(guān)）；（3）電容（C）、電感（L）組成的振蕩回路。MRTB工作原理：由于直流開關(guān)無交流過零點，因此由電容C和電感L串聯(lián)組成的電路并聯(lián)到開關(guān)上，用以產(chǎn)生振蕩電流，實現(xiàn)開關(guān)斷口電流過零和電孤的熄滅，并聯(lián)的避雷器用來抑制過電壓和耗散系統(tǒng)的能量。(D&CO圖3：MRTB開關(guān)及其振蕩回路、避雷器回路圖3.2金屬回線轉(zhuǎn)換開關(guān)保護(hù)82MRTB的三種功能及動作后果（1） 功能1，合上MRS后IdLH_oP<0.0064p.u（20A）；出口時間:500ms；動作后果：禁止斷開MRTB。合上MRS后金屬回線接通，而IdLH_oP<0.0064p.u表示此時金屬回線沒有正常分流，系統(tǒng)電流仍由大地回線方式流通，此時，為保護(hù)MRTB開關(guān)禁止其斷開。（2） 功能2，斷開MRTB后IdMRTB>0.024p.u（75A）；出口時間:48ms；動作后果：發(fā)出MRTB合閘命令，禁止斷開MRTB。如MRTB在斷開后仍有電流存在（未正常斷開），發(fā)合閘命令，并禁止斷開MRTB開關(guān)。（3） 功能3，斷開MRTB后IdEE1+IdEE2>0.024p.u（75A）；出口時間:330ms；動作后果：發(fā)出MRTB合閘命令。MRTB在斷開后，接地極電流不為0，這種情況表明大地回線方式轉(zhuǎn)金屬回線方式失敗，且流入接地極的電流，只能是通過與MRTB并聯(lián)的避雷器及LC振蕩回路這條瞬時通路；為保護(hù)此通路中的避雷器和LC元件，82MRTB功能3保護(hù)動作，將MRTB重新閉合。3.382MRTB保護(hù)動作原因分析（1）功能1的動作情況分析J圖4：轉(zhuǎn)換時金屬回路極1線路電流錄波圖從圖4來看，錄波圖中IdLH_oP的最小值都要大于350A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于20A，金屬回線有電流經(jīng)過，功能1的出口條件不滿足，不啟動功能1保護(hù)。（2）功能2的動作情況分析圖5：轉(zhuǎn)換時MRTB開關(guān)回路電流錄波圖a從圖5來看，IdMRTB有超過400ms的時間段里面數(shù)值為0,即MRTB成功斷開，不滿足82MRTB功能2保護(hù)的動作判據(jù)，該保護(hù)不動作。1.功能2的動作情況分析IIJIIMIl-ill ■■Jlfflir*KEirHrw|-mriui.w>uiaum|■aaMdMiI-iM fi. S3*IHi4u4>mI-li# 134：圖6：轉(zhuǎn)換時接地極線路電流錄波圖從圖6來看，接地極線路電流IdEE1+IdEE2>0.024p.u（75A）判據(jù)成立，經(jīng)延時330ms出口，發(fā)出0050開關(guān)合閘命令。3.4大地和金屬回線轉(zhuǎn)換時的操作能量限制為保護(hù)一次設(shè)備，直流站控系統(tǒng)在金屬轉(zhuǎn)大地及大地轉(zhuǎn)金屬的過程中，對MRTB的分?jǐn)啻螖?shù)或者分?jǐn)嚯娏鬟M(jìn)行了限制，主要是因為每次分?jǐn)嗖僮鞫夹枰囊欢ǖ哪芰?，而避雷器需要一定的時間來釋放這些能量以滿足下一次的分?jǐn)嗖僮鳌８鶕?jù)一次設(shè)備設(shè)計要求，在額定工況下，MRTB每次分?jǐn)嗖僮餍枰芾灼飨?2.9MJ的能量，其避雷器的最大容量為34MJ。在額定電流的工況下MRTB連續(xù)分?jǐn)?次后所剩下的容量(34-2*12.9=8.2MJ)不足以滿足下一次的分?jǐn)嗖僮?，只好等待避雷器將這些能量逐漸釋放后再進(jìn)行分?jǐn)嗖僮?。如果情況緊急必須要繼續(xù)進(jìn)行分?jǐn)嗖僮?，根?jù)Ed=L*I*I/2能量公式，則只能由運行人員采取降低電流的方式來滿足避雷器的容量要求，否則仍然無法進(jìn)行操作。4結(jié)語根據(jù)保護(hù)動作情況分析，MRTB開關(guān)保護(hù)正確動作，由于過零振蕩裝置的避雷器故障，導(dǎo)致接地極線路流過電流，大地回線轉(zhuǎn)換金屬回線方式不成功。振蕩回路避雷器在直流開關(guān)動作時發(fā)揮重要的設(shè)備，可靠性直接影響到方式轉(zhuǎn)換的成功率。根據(jù)本次事件，在今后的特高壓直流設(shè)備運維和方式轉(zhuǎn)換操作時需注意以下幾個方面。1.直流年度停電檢修時，開展避雷器的特性測