高压直流输电工程直流电压异常分析

作者： 国自电气 时间：2024-10-28 09:51:57 阅读：75

某特高压直流输电工程系统试验期间整流侧直流分压器数据异常，特别是功率反送时尤为明显，与电气原理不符。根据系统试验期间不同功率等级、功率正反送工况下对应的交流电压、直流电压、电流、分接开关档位及触发角(熄弧角)等信息，从理论计算角度分析问题产生的可能原因，并进行相应的模拟试验，试验结果与理论计算基本一致。最后，本文利用逆变侧直流分压器进行校准补偿，使直流系统实际电压值与成套设计吻合，从而保证了此特高压直流工程安全稳定运行。

关键词:特高压直流(UHVDC);直流分压器;逆变侧;校准

直流分压器实时测量直流系统线路电压，是直流输电系统必不可少的设备之，测量结果直接作用于直流控制系统的闭环控制和保护系统,测量结果的准确性直接影响直流控制保护系统运行的可靠性，进而影响大电网运行的可靠性、稳定性实践表明，直流分压器测量异常影响直流系统正常运行的事件并不罕见。针对此类问题，相关文献分析研究特高压换流站直流分压器的结构，阐述了直流分压器的测量原理，以及如何与控制保护系统配合。相关文献介绍了一种典型直流输电系统电压稳定控制方法，详细分析了高压直流输电系统中直流电压稳定控制系统对电压测量故障响应的影响因素。相关文献分别详细研究了阴雨、雾霾天气下特高压换流站遭受雷击时，直流分压器异常导致过电压保护器件动作的情况。相关文献分析了直流分压器工作原理及其内部电阻发热、外部电场畸变等问题，提出直流分压器设备的优化设计方法。相关文献针对某直流电压异常波动问题进行分析，给出事故原因为直流分压器光电转换模块工作不稳定，进而影响直流系统的调制功能。本文详细描述某直流工程直流电压异常状况，分析其产生原因并给出利用逆变侧直流分压器测量数据进行补偿的解决措施。

理论分析

如果直流分压器测量正确，直流电压异常由控制系统引起，则反送时S1电压不会低于S2电压，因此排除控制系统故障。存在以下两种异常可能:

在S1电压测量结果偏高、S2电压测量结果正确的情况下，以S1电压测量值为基础加上线路压降:虽然S2电压测量值偏高，但线路压降有上限，此时S2控制器所得到的S1电压仍处于正常范围;②假设S2测量值偏低，此时控制系统以此低压值为基准，加上电压差，计算出的S1电压偏低，则S1会调整触发角升高电压，S1电压将偏高。根据上述分析，S2电压测量偏低或者S1电压测量偏高都会导致系统电压偏高。

依据实际运行状态进行稳态参数校核，即根据稳态下的触发角度、分接头档位、交流电压、直流电压、直流电流来推断分压器异常测点及测量偏差范围。

在精度校准后，现场直流电压恢复正常，与理论分析相符，且系统功率与直流电流均和设计值一致，满足成套设计要求。通过本次直流电压异常分析处理，可以得出以下结论:

1)分系统调试做到数据记录详实，结论明确，减少投运后的工作量，降低因调试期间精度校准、数据记录不实而影响系统安全稳定运行的风险。

2)通过单变量稳态校核能够快速准确定位直流输电系统电压、电流、角度异常位置及原因。