1、換流站 運(yùn)行方式及操作簡介,鄒洪森 2012年9月,一、直流輸電的基本原理和基本概念,二、直流系統(tǒng)的接線方式介紹,三、直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,五、換流站故障處理,直流輸電的基本原理,交流系統(tǒng)I,直流系統(tǒng),交流系統(tǒng)II,整流,逆變,Rectify,Invert,高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),基本運(yùn)算,直流線路電流,直流輸送功率,直流輸送損耗,式中，R為直流線路的電阻，Vd1為整流站CS1的直流輸出電壓，Vd2為逆變站CS2的直流輸入電壓， Pd1和 Pd2分別為 CS1送出功率和CS2接收的功率。,一、直流輸電的基本原理和基本概念,二、直流系統(tǒng)的接線方式介紹,三、直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介

2、紹,四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,五、換流站故障處理,直流系統(tǒng)的接線方式,a) 單極大地（海水）回線方式,特點(diǎn)：利用一根導(dǎo)線和大地（或海水）構(gòu)成直流側(cè)的單極回路。大地或海水相當(dāng)于一根導(dǎo)線，流過直流輸電工程的運(yùn)行電流，兩端換流站均需接地。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價低； 缺點(diǎn)：運(yùn)行可靠性差；同時由于地下長期有大的電流流過，這將引起接地極附近地下金屬構(gòu)件的化學(xué)腐蝕以及中心點(diǎn)接地變壓器直流偏磁增大而造成變壓器磁飽和等問題；,b) 單極金屬回線方式,特點(diǎn)：利用兩根導(dǎo)線構(gòu)成直流側(cè)的單極回路，其中一根低絕緣水平的導(dǎo)線（金屬返回線）代替了單極大地回線中的地回線。為了固定直流側(cè)的對地電壓和保證安全性，一端接地； 優(yōu)點(diǎn)：在運(yùn)

3、行中地中無電流，可避免電腐蝕和變壓器磁飽和問題； 缺點(diǎn)：運(yùn)行可靠性差；成本高，損耗大；,金屬回線,c) 單極雙導(dǎo)線并聯(lián)大地回線方式,特點(diǎn)：雙極直流輸電工程在單極運(yùn)行時，為降低線損而采用的一種單極大地回線方式。 優(yōu)點(diǎn)：損耗??； 缺點(diǎn)：運(yùn)行可靠性差；成本高，損耗大；存在電腐蝕和變壓器磁飽和問題；,d) 雙極兩端中性點(diǎn)接地方式,特點(diǎn)：正常運(yùn)行時，直流電流的路徑為正負(fù)兩根導(dǎo)線。銀東直流采用這種接線方式。 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式靈活（可根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)為單極大地、單極金屬單極雙導(dǎo)線并列大地回線方式運(yùn)行）、可靠性高； 缺點(diǎn)：成本高，損耗大；,e) 雙極一端中性點(diǎn)接地方式,特點(diǎn)：只有一端換流站的中性點(diǎn)接地，其直流側(cè)回路由

4、正負(fù)兩極導(dǎo)線組成，接地點(diǎn)僅提供地電位。 優(yōu)點(diǎn)：在運(yùn)行中地中無電流，可避免電腐蝕和變壓器磁飽和問題；對接地極要求低，降低成本； 缺點(diǎn)：運(yùn)行可靠性差，一極出現(xiàn)問題，必須雙極停運(yùn)；,f) 雙極金屬中線方式,特點(diǎn)：三根導(dǎo)線構(gòu)成直流側(cè)回路，其中一根為低絕緣水平的中性線，相當(dāng)于兩個單獨(dú)運(yùn)行的單極金屬回線系統(tǒng)，共用一條低絕緣水平的金屬返回線。 優(yōu)點(diǎn)：在運(yùn)行中地中無電流，可避免電腐蝕和變壓器磁飽和問題；對接地極要求低，降低成本；運(yùn)行可靠性高； 缺點(diǎn)：成本高，損耗大；,單雙極系統(tǒng)“總結(jié)”,單極系統(tǒng) 雙極系統(tǒng),單極系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性都不如雙極系統(tǒng)好，實(shí)際工程大多采用雙極系統(tǒng)；而實(shí)際上雙極系統(tǒng)是由兩個獨(dú)立的單

5、極系統(tǒng)組成的，便于工程的分期建設(shè)，另外，運(yùn)行中一極故障退出運(yùn)行（停運(yùn)）時，雙極單極。 因此，雖然所設(shè)計(jì)的單極直流輸電工程不多，但在實(shí)際運(yùn)行中常常見到。,銀川東站高壓直流系統(tǒng)接線方式介紹,典型的雙極兩端接地接線方式,雙極大地回線方式下電流回路,大地回路中僅通過雙極不平衡電流，一般雙極平衡運(yùn)行時很小。,單極大地回線方式下電流回路,大地回路中通過全部運(yùn)行電流。,單極金屬回線方式下電流回路,一、直流輸電的基本原理和基本概念,二、直流系統(tǒng)的接線方式介紹,三、直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,五、換流站故障處理,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,1.銀東直流接線方式,2.銀東直流電壓方式,3.銀東直

6、流有功功率控制方式,4.銀東直流無功功率控制方式,5.銀東直流無功功率運(yùn)行方式,6.銀東直流潮流方式,7.銀東直流雙極典型運(yùn)行方式,8.銀東直流單極典型運(yùn)行方式,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,1.銀東直流接線方式,（1）單極大地回線方式（以下簡稱GR方式） （2）單極金屬回線方式（以下簡稱MR方式） （3）雙極方式（即雙極均為GR方式，以下簡稱BP方式） （4）融冰方式,融冰方式：其接線方式與雙極方式相同，但融冰方式運(yùn)行時，一極正送，另一極反送；,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,2.銀東直流電壓方式,（1）額定電壓方式(1.0pu) （2）降壓方式（銀川東降壓運(yùn)行方式0.7pu/0.8pu，其他

7、工程可連續(xù)調(diào)節(jié)）,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,3.銀東直流有功功率控制方式,（1）雙極功率控制 （2）單極功率控制 （3）單極電流控制,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,4.銀東直流無功功率控制方式,（1）定電壓控制（U模式） （2）定無功控制（Q模式）,現(xiàn)國內(nèi)換流站大部分采用定無功控制，銀川東站無功控制亦采用定無功控制，其控制參考值為-180Mvar，死區(qū)范圍為112Mvar，既交換無功大于-68Mvar時將切成無功原件，小于-292Mvar時將投入無功原件。,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,5.銀東直流無功功率運(yùn)行方式,（1）無功總投入（ON模式） 自動(Auto) 手動(Manual) （2

8、）無功總退出（OFF模式）,換流站均采用自動無功運(yùn)行方式，運(yùn)行時，其根據(jù)無功控制的要求自動投退無功原件。僅在濾波器發(fā)生故障需手動替換時才將無功打至手動，采用先投后切的原則進(jìn)行替換，替換結(jié)束后需將無功盡快打至自動。,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,6.銀東直流潮流方式,（1）銀川東送膠東為正 （2）膠東送銀川東為負(fù),銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,7.銀東直流雙極典型運(yùn)行方式,（1）接線方式：雙極方式 （2）電壓方式：額定電壓方式 （3）有功功率控制方式：雙極功率控制 （4）無功功率控制方式：定無功控制 （5）無功功率運(yùn)行方式：自動 （6）潮流方向：銀川東送膠東,銀川東站直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,8.銀

9、東直流單極典型運(yùn)行方式,（1）接線方式：單極大地回線方式或單極金屬回線方式 （2）電壓方式：額定電壓方式 （3）有功功率控制方式：單極功率控制 （4）無功功率控制方式：定無功控制 （5）無功功率運(yùn)行方式：自動 （6）潮流方向：銀川東送膠東,一、直流輸電的基本原理和基本概念,二、直流系統(tǒng)的接線方式介紹,三、直流系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹,四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,五、換流站故障處理,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,1.檢修,2.冷備用,3.極隔離（Isolated）,4.極連接（Connected）,5.換流變充電,6.熱備用,7.運(yùn)行,8.極開路試驗(yàn)（Open Line Test，簡稱OLT）,銀川東站直流系統(tǒng)狀

10、態(tài)定義,1.檢修,設(shè)備檢修：設(shè)備的各側(cè)開關(guān)、刀閘拉開，合上接地刀閘，根據(jù)相關(guān)規(guī)定及工作要求進(jìn)行保護(hù)操作。 （1）換流變檢修：換流變交流側(cè)開關(guān)冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，換流變各側(cè)接地刀閘合上。 （2）閥組檢修：換流變交流側(cè)開關(guān)冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，閥組交、直流側(cè)接地刀閘合上。 （3）極（）線路檢修：兩換流站極（）極母線刀閘、旁路線刀閘拉開，線路接地刀閘合上。 （4）接地極檢修：接地極線路開關(guān)、刀閘拉開，接地極線路側(cè)接地刀閘合上。 （5）交流濾波器檢修：交流濾波器開關(guān)、刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘合上。

11、（6）直流濾波器檢修：直流濾波器兩側(cè)刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘合上。 （7）極（）檢修：極（）換流變、閥組、直流濾波器已處于檢修狀態(tài)，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關(guān)接地刀閘合上。,（1）換流變檢修：換流變交流側(cè)開關(guān)冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，換流變各側(cè)接地刀閘合上。,（2）閥組檢修：換流變交流側(cè)開關(guān)冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，閥組交、直流側(cè)接地刀閘合上。,（3）極（）線路檢修：兩換流站極（）極母線刀閘、旁路線刀閘拉開，線路接地刀閘合上。,（4）接地極檢修：接地極線路開關(guān)、刀閘拉

12、開，接地極線路側(cè)接地刀閘合上。,（5）交流濾波器檢修：交流濾波器開關(guān)、刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘合上。,（6）直流濾波器檢修：直流濾波器兩側(cè)刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘合上。,（7）極（）檢修：極（）換流變、閥組、直流濾波器已處于檢修狀態(tài)，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關(guān)接地刀閘合上。,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,2.冷備用,設(shè)備冷備用：安全措施全部拆除，設(shè)備各側(cè)開關(guān)、刀閘拉開，接地刀閘拉開，根據(jù)相關(guān)規(guī)定及工作要求進(jìn)行保護(hù)操作。 （1）換流變冷備用：安全措施拆除，換流變交流側(cè)開關(guān)轉(zhuǎn)冷備用，換流變各側(cè)接地刀閘拉開。 （2）閥組冷備用：安全措施拆除，閥組交、直流側(cè)接地刀閘拉開。 （

13、3）極（）線路冷備用：安全措施拆除，兩換流站極（）極母線刀閘、旁路線刀閘拉開，極（）線路接地刀閘拉開。 （4）接地極冷備用：安全措施拆除，接地極線路開關(guān)、刀閘拉開，接地刀閘拉開。 （5）交流濾波器冷備用：安全措施拆除，交流濾波器開關(guān)、刀閘拉開，接地刀閘拉開。 （6）極（）冷備用：換流變、閥組已處于冷備用狀態(tài)；安全措施拆除，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關(guān)接地刀閘拉開。,（1）換流變冷備用：安全措施拆除，換流變交流側(cè)開關(guān)轉(zhuǎn)冷備用，換流變各側(cè)接地刀閘拉開。,（2）閥組冷備用：安全措施拆除，閥組交、直流側(cè)接地刀閘拉開。,（3）極（）線路冷備用：安全措施拆除，兩換流站極（）

14、極母線刀閘、旁路線刀閘拉開，極（）線路接地刀閘拉開。,（4）接地極冷備用：安全措施拆除，接地極線路開關(guān)、刀閘拉開，接地刀閘拉開。,（5）交流濾波器冷備用：安全措施拆除，交流濾波器開關(guān)、刀閘拉開，接地刀閘拉開。,（6）極（）冷備用：換流變、閥組已處于冷備用狀態(tài)；安全措施拆除，中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關(guān)接地刀閘拉開。,銀川東站高壓直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,3.極隔離（Isolated）,極母線與直流線路隔離、中性線與接地極線路隔離，即中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開。這種操作可以在直流正常停運(yùn)時手動實(shí)現(xiàn)或由故障停運(yùn)極的保護(hù)動作來實(shí)現(xiàn)。,極母線與直流線

15、路隔離、中性線與接地極線路隔離，即中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開。這種操作可以在直流正常停運(yùn)時手動實(shí)現(xiàn)或由故障停運(yùn)極的保護(hù)動作來實(shí)現(xiàn)。,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,4.極連接（Connected）,中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘合上，并有必備數(shù)量的直流濾波器運(yùn)行。,中性線開關(guān)、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘合上，并有必備數(shù)量的直流濾波器運(yùn)行。,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,5.換流變充電,交流系統(tǒng)對換流變充電。,交流系統(tǒng)對換流變充電。,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,6.熱備用,設(shè)備熱備用：設(shè)備各側(cè)開關(guān)拉開、刀閘合上（直流濾波器無熱備用狀態(tài)），相關(guān)保護(hù)已

16、按規(guī)定正常投入。 （1）交流濾波器熱備用：交流濾波器刀閘合上，開關(guān)拉開，接地刀閘拉開，相關(guān)保護(hù)已按規(guī)定正常投入。 （2）GR（MR）熱備用：換流變充電，具有必備數(shù)量的直流濾波器運(yùn)行，直流設(shè)備按GR（MR）接線方式形成直流回路，相關(guān)保護(hù)已按規(guī)定正常投入，換流閥閉鎖。,（1）交流濾波器熱備用：交流濾波器刀閘合上，開關(guān)拉開，接地刀閘拉開，相關(guān)保護(hù)已按規(guī)定正常投入。,（2）GR（MR）熱備用：換流變充電，具有必備數(shù)量的直流濾波器運(yùn)行，直流設(shè)備按GR（MR）接線方式形成直流回路，相關(guān)保護(hù)已按規(guī)定正常投入，換流閥閉鎖。,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,7.運(yùn)行,設(shè)備運(yùn)行：設(shè)備各側(cè)開關(guān)、刀閘合上，相關(guān)保護(hù)按規(guī)定正常投入。 極（）運(yùn)行：極（）按確定的接線方式形成直流回路，換流閥解鎖；,設(shè)備運(yùn)行：設(shè)備各側(cè)開關(guān)、刀閘合上，相關(guān)保護(hù)按規(guī)定正常投入。極（）運(yùn)行：極（）按確定的接線方式形成直流回路，換流閥解鎖；,銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義,8.極開路試驗(yàn)（Open Line Test，簡稱OLT）,（1）帶直流線路OLT：極（）試驗(yàn)側(cè)為GR熱備用狀態(tài)，對側(cè)站極（）線路冷備用。 （2）不帶直流線路OLT：極（）試驗(yàn)側(cè)為GR熱備用狀態(tài)且極（）極母線刀