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超高压直流系统中的换流变压器保护(一)

超高压直流系统中的换流变压器保护(一)
超高压直流系统中的换流变压器保护(一)

超高压直流系统中的换流变压器保护(一)

论文作者:李海英,陈松林,张宏波,文继峰,郑玉平,沈国荣

摘要:介绍了超高压直流输电系统中的换流变压器保护,分析了换流变压器的特点以及超高压直流输电的各种运行工况对换流变压器保护带来的影响。提出了换流变压器保护的总体设计思想、相应的保护原理与方案

关键词:换流变压器比率差动谐波

0引言

超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。这些优点1]包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等,在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。

换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在最优的状态等。

换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例,换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响,并结合其特点提出相应的保护原理与方案。

1换流变压器的特点以及对保护带来的影响

1.1短路阻抗

直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。

1.2直流偏磁

当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使地电位发生变化,造成直流电流流入变压器原边绕组,使换流变压器发生直流偏磁,工作点偏移。如果此直流电流过大,会导致换流变压器铁心饱和,同时损耗和温升也将增加。因此,要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。

1.3谐波

由于换流器的非线性,在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器,主要会流过特征谐波电流,即p*n+1次谐波电流(p为脉波数,n为任意正整数)。在运行中,谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加,产生局部过热,发出高频噪声,还会使交流电网中的发电机和电容器过热,对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑,以免对保护装置造成影响。

1.4调压分接头

为了使直流系统运行在最优的工况,减少交流系统电压扰动对直流系统的影响,换流变压器都具有较大范围的利用分接头调整电压的功能。例如:三峡到常州工程三峡侧换流变压器档位范围+25/-5,每档调节范围1.25%。因此保护设计时要考虑分接头调整带来的影响,如正常运行时变比的变化等。

1.5直流系统的特殊运行工况

由于直流控制系统的特殊调节作用,使换流变压器遇到的运行工况以及故障情况不同于普通

变压器。这些不同主要包括以下几点:

a.直流系统的故障相当于换流变压器的区外故障,一般短路电流都不会太大。对于整流侧,穿越换流变的电流会增大,但由于直流控制保护系统的快速作用,很快会减小。对于逆变侧,直流系统的故障会造成直流电流无法传变至交流侧,反而会使穿越电流减小。

b.对于换流变压器保护来说,直流系统造成的最严酷的区外故障为整流侧的阀短路故障,相当于换流变出口的两相或三相短路故障。但由于直流保护的干预,实际只会出现半个周波的两相短路。对于逆变侧,由于触发角很大,阀短路时流过换流变压器的电流较整流侧小很多。

c.换流变压器发生区内故障时,直流系统一般不会提供短路电流。这是由直流控制系统的作用造成的。在整流侧,功率由交流侧转换至直流侧,换流变压器的故障只会造成这种转换的停止,而不会使功率反向,因此直流侧不会提供短路电流;在逆变侧,当故障轻微换相可以正常进行时,由于直流系统的定电流控制特性,直流侧不会提供额外的短路电流。如果故障严重,必然造成换相无法进行(交流电压降低),直流侧更不会提供短路电流。

d.由于直流控制系统快速的调节作用,在需要的时候,可以快速的将功率传输由一个方向反至另一个方向,对于换流变压器来说,就会出现快速的潮流反向。

f.换流变压器保护区内发生接地故障时,实际造成了阀的短路(参见图4)。由于阀的单向导电性,故障电流半周电流大,半周电流小,导致差电流中含有较大的二次谐波。

g.对于逆变侧的换流变压器的区内故障,往往会导致换相失败的发生,从而在穿越电流电流中产生很大的谐波,但差电流(即提供给故障点的电流)仍主要为工频分量。

h.由于换流变压器的特殊运行方式以及较大的漏抗(作为换相电抗),二次侧故障一般不会造成各侧TA的饱和,即使饱和造成保护的“误动作”也是正确的(换流变的区外即阀的区内故障,都会造成直流的停运)。但对于一个半开关的接线方式,交流系统区外故障时高压侧TA存在饱和的可能。见图7。这种情况下的误动作是不可接受的,必须防止。

i.在阀未解锁前,当阀侧交流连线存在接地故障时,并不产生接地电流,也不会对变压器造成损害。但如此时不发现故障,阀一解锁后,就会造成阀的短路。因此要设置保护检测这种情况下的接地故障。

12脉动换流变压器对称性涌流现象分析

第39卷第23期电力系统保护与控制Vol.39 No.23 2011年12月1日Power System Protection and Control Dec.1, 2011 12脉动换流变压器对称性涌流现象分析 田 庆 (南方电网超高压输电公司检修试验中心,广东 广州 510663) 摘要:分析了(特)高压直流系统中12脉动换流变压器的对称性涌流问题。根据云广直流输电工程中发生的一起12脉动换流变空充误跳闸事件,从剩磁和直流偏磁衰减的角度,采用和应涌流的分析方法,分析了12脉动换流变对称性涌流的产生机理、变化特点和影响该对称性涌流的各种因素,并根据现场实际录波数据,对12脉动换流变空充误跳闸事故做了详细的讨论。给出了两种解决办法解决12脉动换流变空充误跳闸问题,并得到现场试验验证。这可增强高压直流系统的安全稳定运行。 关键词:特高压直流;12脉动换流变;对称性涌流;和应涌流;剩磁 Analysis on the symmetry inrush of 12 impulsive convertor transformer TIAN Qing (Test and Maintenance Center,CSG EHV Power Transmission Company,Guangzhou 510663,China) Abstract:This paper analyses the symmetry inrush of 12 impulsive convertor transformers in UHV or EHV direct current. From the angle of residual magnetism and DC magnetic bias attenuation,the production mechanism,changing characteristics of symmetry inrush of 12 impulsive convertor transformers as well as the influence factors are studied according to a fault trip event during the no-load charging of 12 impulsive convertor transformer in Yunguang UHVDC project. The sympathetic inrush method is used. Two corresponding solutions are put forward after the detail study based on the recorded field data and it is proved by the field test result that it can enhance the socurity and stability of the HVDC control and protection system. Key words:UHVDC;12 Converter transformer;symmetry inrush current;sympathetic inrush;residual magnetism 中图分类号: TM77 文献标识码:B 文章编号: 1674-3415(2011)23-0133-05 0 引言 变压器差动保护不明原因误动的分析也受到了理论界和工业界的广泛关注。特别是在和应涌流导致保护误动的研究方面,国内外多个研究小组均对其形成机理进行了深入的探讨,取得了不同程度的进展。 文献[1-3]通过数值仿真分析,指出空投一台变压器时,励磁涌流在系统与变压器之间的电阻上产生不对称电压,这在变压器之间形成了一种暂态和应作用,不但使空投变压器的励磁涌流幅值和持续时间发生变化,而且在运行变压器中将产生和应涌流,结果导致运行变压器差动保护误动和长时间的谐波过电压。 文献[4]建立了两台单相变压器并联和级联运行模型,推导了当一台变压器正常运行,另外一台并联或级联变压器空投充电时,两台变压器的磁链解析表达形式,定性分析了正在运行的变压器可能发生饱和现象以及和应涌流产生及影响的机理。 文献[5]在等效电路的基础上,从磁通变化的角度出发,分析了单台变压器励磁涌流的衰减机理,在此基础上,研究了变压器和应涌流的产生机理及其变化特点,对系统等效电阻、并联与串联以及运行变压器负载对和应涌流的影响进行了初步的分析。文献[6]在变压器和应涌流产生机理分析的基础上,指出偏磁是和应涌流产生的根本原因,分析了串联和并联两种情况下和应涌流对变压器差动保护、变压器后备保护及其他相关保护的影响。 文献[7-10]利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点,解释了和应涌流产生的机理及其变化特点,指出了和应涌流产生的本质原因一是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻,使得其他变压器工作母线

换流变压器与交流系统的主变压器比较

换流变压器与交流系统的主变压器比较 超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。这些优点[1>包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等,在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在较优的状态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例,换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响,并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1 换流变压器的特点以及对保护带来的影响

1.1 短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2 直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使地电位发生变化,造成直流电流流入变压器原边绕组,使换流变压器发生直流偏磁,工作点偏移。如果此直流电流过大,会导致换流变压器铁心饱和,同时损耗和温升也将增加。因此,要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。 1.3 谐波 由于换流器的非线性,在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器,主要会流过特征谐波电流,即p*n 1次谐波电流(p为脉波数,n为任意正整数)。在运行中,谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加,产生局部过热,发出高频噪声,还会使交流电网中的发电机和电容器过热,对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑,以免对保护装置造成影响。

变压器保护定值整定

变压器定值整定说明 注:根据具体保护装置不同,可能产品与说明书有不符之处,以实际产品为主。 差动保护 (1)、平衡系数的计算 1 2 3 4 5 侧的二次电流。如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4,那么要更换基准电流I b,直到平衡系数满足 0.1

I n 为变压器的二次额定电流, K rel 为可靠系数,K rel =1.3—1.5; f i(n)为电流互感器在额定电流下的比值误差。f i(n)=±0.03(10P ),f i(n)=±0.01(5P ) ΔU 为变压器分接头调节引起的误差(相对额定电压); Δm 为TA 和TAA 变比未完全匹配产生的误差,Δm 一般取0.05。 一般情况下可取: I op.0=(0.2—0.5)I n 。 (3) I res.0(4) a I Δm 2=0.05; b 、 式中的符号与三圈变压器一样。 最大制动系数为: K res.max =res unb.max rel I I K Ires 为差动的制动电流,它与差动保护原理、制动回路的接线方式有关,对对于两圈变压器I res = I s.max 。 比率制动系数:

K= res.max res.0res.max op.0res.max /I I -1/I I -K 一般取K=0.5。 (5)、灵敏度的计算 在系统最小运行方式下,计算变压器出口金属性短路的最小短路电流I s.min ,同时计算相应的制动电流I res ;在动作特性曲线上查出相应的动作电流I op ;则灵敏系数K sen 为: K sen = op I I 要求K sen ≥(6)(7 式中:I K I e (81、低电压的整定和灵敏度系数校验 躲过电动机自起动时的电压整定: 当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时, U op=(0.5~0.6)U n 当低电压继电器由变压器高压侧电压互感器供电时, U op=0.7U n 灵敏系数校验

特高压换流变压器现场局部放电试验技术分析 田丰

特高压换流变压器现场局部放电试验技术分析田丰 发表时间:2018-06-25T16:23:05.960Z 来源:《电力设备》2018年第4期作者:田丰 [导读] 摘要:特高压换流变压器现场局部放电试验的技术是很多电力部门比较热衷的话题。 (保定天威保变电气股份有限公司河北保定 071056) 摘要:特高压换流变压器现场局部放电试验的技术是很多电力部门比较热衷的话题。本文针对这个问题分析了特高压换流变压器现场ACLD试验、特高压换流变压器现场局部放电检测干扰源及抗干扰措施,以期望对特高压换流变压器现场局部放电试验提供借鉴和参考。 关键词:特高压;换流变压器;局部放电试验 1 引言 直流输电系统中的重要设备是特高压换流变压器,特高压换流变压器的运行状态直接对整个系统的安全性产生影响,换流变压器的安全运行状态主要取决于换流变压器本身的绝缘性能。通过现场的长时交流感应耐压试验可以对换流变压器本身的运输和绝缘缺陷进行检测,例如可以检测气泡、杂质和悬浮电位的放电缺陷等,这些项目的检测对换流变压器的安全运行是非常重要的。 2 特高压换流变压器现场ACLD试验分析 在进行特高压换流变压器现场ACLD试验的时候要对现场的干扰因素进行充分的考虑,因为试验现场电压高、环境复杂,某种程度来说现场的干扰因素是决定试验成功与否的重要条件。特高压换流变压器现场ACLD试验局部放电测试中要对干扰信号进行充分识别,对干扰信号的传播途径进行研究并制定出抑制干扰进行的策略。 本文主要根据±800kv换流变压器现场ACLD试验局部放电检测干扰信号进行研究,并根据试验中出现的情况制定出相应的抗干扰措施。±800kv直流输电工程主要包括HY和HD两个换流现场,是ACLD试验中的重要试验场地,其中HY换流变从阀侧加压。现场ACLD试验可以在很大程度上避免出现现场拆装的施工过程,不仅规避了风险同时节约了工程费用。本文中的实验采用的是JFD-4000局部放电系统进行多端测量。 3 特高压换流变压器现场局部放电检测干扰源及抗干扰措施分析 3.1 空间电磁波干扰分析 电力系统中的载波通信、高频保护信号和无线电广播等空间电磁波会产生高频正弦波对正常的波形产生干扰,这些干扰波往往具有固定的谐振频率和频带宽度,此次试验通过对局部放电检测仪设置软硬件滤波系统控制空间电磁波的干扰。软件内部设置的FIR可以通过滤波器和减法器等实现自动滤波的功能,硬件上设置的高通滤波器低通滤波档位可以实现滤波的功能。现场测量时需要根据局部放实来对系统的灵敏度和背景噪声进行测量,从而系统就可以选择合适的低频和高频滤波档位,来对测量中的干扰信号进行避开。这个过程不适宜选择宽度小的测量频带,因为过窄的测量频带对有效放电信号可以产生一定的忽略,因此在选择局部放电检测仪测量带的宽度时候一般不得小于100kHz。 通过这个过程将数据采集系统采集到具有局部放电信号和周期性干扰信号的输入列输入一系列的多通带FIR滤波器,最后输出的就是具有周期性的干扰信号,然后再使用减法器对干扰信号与输入列进行相减,从而是系统可以最大限度地避免干扰频率,最终输出局部放电信号。 3.2 电晕干扰分析 试验中的回路如果处于高电位的导电部分就会产生电晕放电现象,例如试验中使用的法兰、金属盖帽、试验变压器和耦合电容器的端部都是特别容易产生电晕的部分。另外,如果试验回路中如果有地方的连接处接触不良地方也是特别容易产生电晕的部分。电晕干扰的特点是会随着试验电压的升高而增大的,在局部放电检测中电晕干扰是非常明显的。 对高压端电晕放电的抑制的最好方法是选用合适的屏蔽环、罩、球等。检查所有的连接部位,从而保证连接处的接触良好从此来消除系统中的接触放电的现象发生。在选用屏蔽罩的时候要检验屏蔽罩的上部是否为半球形、下部是否为单环形。屏蔽双环必须由两个圆形的单环组成,并且屏蔽罩和屏蔽双环表面的最大强度不得大于1.5MV/m。屏蔽罩场的计算可以通过相应的公式来计算。 采用的高压导线和连接线按防晕设计中导线和连接的直径必须足够大,从而保证表面的最大场强不得大于1.5MV/m,这里场强可以采用原著对平板电机的场强计算公式来计算。 3.3 脉冲型干扰分析 脉冲型干扰在时域上是持续时间较短的脉冲信号,在频域上则是频率成分的款待信号,因而脉冲型干扰具有局部放电信号的大部分特征。因而在进行局部放电试验中,高频脉冲型干扰的波形和频率特征与放电脉冲极为相似,甚至在一般状态下很难区分,唯有使用三维图谱观察才能比较明显地对脉冲型干扰进行区分。高频脉冲型干扰大致可以分为三类:固定相位的脉冲干扰;与电压相位有时间相关规律的干扰;随机出现的干扰脉冲。脉冲型干扰在时域上呈离散型,针对这一特性应该采用时域开窗法来进行抑制,时域开窗也有硬件和软件之分,硬件方法主要有差动平衡阀和脉冲鉴别法。两者都是利用两个测量点之间的脉冲差来对外部干扰进行抑制。但是在实际应用中,由于进入两脉冲的脉冲干扰的来源和途径具有差异性,因而脉冲干扰在相位和幅值上的差别也是非常大的,因而采用的单一的方法是无法对所有脉冲干扰进行抑制的,可以采用超声波来进行识别提高识别的精确性。 随机干扰出现的相位、次数和量值具有很大的不确定性,并且非常容易出现相位错乱与局部放电相混合的现象,但是这种脉冲具有一个特点就是次数和零值与相位相当。在检测的时候直接对相位进行检测就可以起到很好的检测效果。 3.4 检测阻抗引起的干扰分析 在对换流变压器现场局部放电进行试验的过程中由于施加在变压器套管上的电压会很高,如果流经局部放电检测的阻抗电流较小就容易产生超过其本身的电流,在这种情况下就会引起检测阻抗的磁饱和,因此在测量电压时要检测阻抗内的磁饱和会产生谐波的影响。相关的试验证明这种谐波的幅值与所选用的检测阻抗的通流强度有关,如果系统选用的检测阻抗具有较大的调节上限,那么系统中能够通过的电流能力就强,产生谐波的可能性就越小。如果局部放电检测回路的灵敏可测性降低,那么检测就必须根据局部放电试验的具体情况来做相应的调整。 现场试验的时候应该根据试验回路的等效调节电容来选用测量阻抗,从而对局部放电信号进行排除,可以提高系统的抗干扰水平。如果测量回路的相关系数一经确定,测量回路的谐振电容就可以通过相应的公式来计算。根据所计算出来的电容公式来对系统的电感和电流

零序电流保护的整定计算-精选.

零序电流保护的整定计算 一、变压器的零序电抗 1、Y/△联接变压器 当变压器Y侧有零序电压时,由于三相端子是等电位,同时中性点又不接地,因此变压器绕组中没有零序电流,相当于零序网络在变压器Y侧断开(如图1所示)。 图1:Y/△联接变压器Y侧接地短路时的零序网络 2、Y0/△联接变压器 当Y0侧有零序电压时,虽然改侧三相端子是等电位,但中性点是接地的,因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。

每相零序电压包括两部分:一部分是变压器Y0侧绕组漏抗上的零序电压降I0XⅠ,另一部分是变压器Y0侧的零序感应电势I lc0X lc0(I lc0为零序励磁电流,X lc0为零序励磁电抗)。由于变压器铁芯中有零序磁通,因此△侧绕组产生零序感应电势,在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等,相位相同,在△侧三相绕组内自成回路,因此△侧引出线上没有零序电流,相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0’XⅡ。 Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多倍,因此零序等值电路又可简化,如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下,这时变压器的零序电抗等于0.8~1.0倍正序电抗。即:X0=(0.8~1.0)(XⅠ+XⅡ)= (0.8~1.0)X1。 本网主变零序电抗一般取0.8 X1。

图2:Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络 图3:Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络简化 二、零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器,由于有励磁电流,总是有误差的。当发生三相短路时,不平衡电流可按下式近似地计算: I bp.js=K fzq×f wc×ID(3)max 式中K fzq——考虑短路过程非周期分量影响的系数,当保护动作时间在0.1S以下时取为2;当保护动作时间在0.3S~0.1S时取为1.5;动作时间再长即大于0.3S时取为1; f wc——电流互感器的10%误差系数,取为0.1; I D(3)max——外部三相短路时的最大短路电流。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改

±1100kV直流换流变压器

±1100kV直流换流变压器 一、产品简介 ±1100kV特高压直流输电技术是一个全新的电压等级,也是目前世界输电技术的最高点,而且新疆电网已经以750kV交流电压等级和西北电网联网,若实现交直流并行输电,网侧电压将采用750kV,阀侧电压将达到±1100kV。此产品将依托国家电网公司准东送出±1100 kV 特高压直流输电工程开发研制。 ±1100kV直流系统拟采用每极双十二脉动换流器“550kV+550kV”串联的接线方案,如图1所示。额定直流电流:4750A。考虑投入备用冷却设备后、在当地最高环境温度下,直流系统的最大电流达到5000A。主回路考虑直流系统双极运行方式,1100kV直流额定输送功率 10450MW。 图1 “550kV+550kV”换流器接线方案 换流变压器电气接线与每个12 脉动阀组相连的有6台换流变压器,图1中的“换流变HY”和“换流变LY”各3台,换流变压器的阀

侧绕组采用星形连接,“换流变HD”和“换流变LD”各3台,阀侧绕组采用三角形连接。从高压端到低压端换流变压器阀侧绕组连接方式依次为星形接线-三角形接线-星形接线-三角形接线。 二、技术介绍 (一)产品技术特点 1、节能、环保、高效。 目前,我国电力电压等级最高的直流输电项目为±800kV特高压直流输变电工程,但新疆能源基地距离中东部用电负荷中心超过2400公里,若采用±800kV特高压直流输电技术,电力外送损耗可能超过10%,因此,±1100kV直流输电技术,是我国实现远距离大容量输电的重大战略举措,更加节能、环保、高效。 2、传输容量大,建设成本降低。 ±1100kV直流输电与±800kV直流输电、两个±500kV直流输电比较: 1)输送容量大幅提升。 2)占地面积小。 3)输电线路造价低, 输电用电缆与±800kV相近,比±800kV总体输送容量高,比两个±500kV输电线路造价少一半。 3、结构环保 ±1100kV直流换流变压器产品采用全密封结构,变压器油无渗漏的特点,对环境无污染,符合国家环保政策的要求。 (二)技术难点及解决方案 1、±1100kV换流变压器运输 ±1100kV换流变按两种运输方式考虑: 1) 线圈等组部件分散运输到现场,在换流站附件建设组装厂房,现场组装换流变压器。 2)“水路+公路”运输方式,长度13.0m、宽度5.2m、高度5.2m、最大运输重量480吨。

换流变压器阀侧单相接地故障保护动作分析_高爱云

第29卷第4期2010年10月 电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Vol.29,No.4Oct.2010 收稿日期:2010- 01-10作者简介:高爱云(1977-),女,山东籍,讲师,硕士,研究方向为电动机故障诊断,电力系统继电保护; 蔡泽祥(1960-),男,江苏籍,教授,博士,研究方向为电力系统故障诊断与继电保护。 换流变压器阀侧单相接地故障保护动作分析 高爱云1,聂娟红2,李晓华3,蔡泽祥 3 (1.广东水利电力职业技术学院电力系,广东广州510635;2.北京四方继保自动化股份有限公司, 北京100085;3.华南理工大学电力学院,广东广州510640) 摘要:文章系统分析了超高压直流输电系统的换流变压器阀侧发生单相接地故障时的特点,并讨论了相应的换流变压器差动保护和换流器差动保护的动作行为,最后运用EMTDC 对CIGRE 直流输电标准测试系统的整流侧和逆变侧换流变压器阀侧单相接地故障进行了仿真分析,研究了交直流保护系统的配合及相关的解决措施,完善了超高压直流输电系统的故障分析和保护配置。关键词:换流变压器;阀侧单相接地;交直流保护 中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1003- 3076(2010)04-0071-051引言 超高压直流输电系统中,换流变压器是重要的 设备之一。目前,对换流变压器阀侧接地及其保护已有较深入的研究,文献[1]提出阀侧单相接地故障是不接地系统的两相故障和直流短路的反复切换, 导致差电流中含有大量的谐波含量,变压器差动保护有可能不能出口;文献[2]主要以试验和仿真的方法对逆变侧换流变阀侧单相接地进行了分析,其目的在于分析直流保护的动作特性,并未对换流变差动保护进行分析;文献[3]主要介绍了逆变侧换流变阀侧套管接地故障过程和直流保护动作情况, 其故障点位于换流变阀侧套管电流互感器与换流器之间,属于换流变保护区外故障,未分析换流变差动保护动作行为及其与换流器差动保护之间的配合关系。实际上, 换流变阀侧交流引线单相接地时,既是交流系统的单相接地,又是换流器的阀短路。因此,从电路角度对换流变阀侧接地故障进行分析,研究换流变差动保护的动作行为及与换流器差动保护之间的配合关系对系统运行和保护设计具有指导意义。 2换流变压器阀侧单相接地故障分析 本文以6脉桥为例,对整流侧和逆变侧换流变 阀侧单相接地进行了分析, 如图1所示。图中,三相电动势e u 、e v 、e w 对应换流变阀侧三相电动势,电抗X r 为换相电抗,即换流变的短路阻抗。 若整流侧换流变阀侧U 相接地,假设V1V6导通,电流分布如图1(a )所示。由于阀V6的单向导通性,换流变UV 两相经接地极系统电阻R 和过渡电阻 R f 构成短路回路,短路电流为2E (2X r )2 +(R +R f ) 槡 2 ,此电流即是流过换流变阀 侧UV 两相和直流中性端的电流。同时, 因为U 相接地,所以施加在V1上的电压减小,也就是流过阀V1和直流线路电流减小。类似地,可分析其他阀导通时的电流分布,得出U 相接地的故障特点: (1)换流变阀侧电流和直流中性端电流相等,并且均增大; (2)V1V3V5上的电压减小,直流线路电流也减小。 若逆变侧换流变阀侧U 相接地,假设V3V4导通,电流分布如图1(b )所示。一方面,因V4导通,直流电流经V4和过渡电阻构成回路,造成直流电流突增,直流电压突降,换流变U 相电流减小,最终导致逆变器换相失败。另一方面, 因V3导通,则换流变UV 两相经过渡电阻和接地极系统电阻构成短路回路,即换流变UV 两相和直流中性端的电流增加。

超高压直流系统中的换流变压器保护

编号:AQ-JS-02392 ( 安全技术) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 超高压直流系统中的换流变压 器保护 Converter transformer protection in UHVDC System

超高压直流系统中的换流变压器保 护 使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。 引言 超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等,在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在最优的状

态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例,换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响,并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使

2三段式电流保护的整定及计算

2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则:躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式: 式中: Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下,保护区末端B母线处三相相间短路时,流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数,一般取1.2~1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验:

式中: X1— —线 路的 单位 阻抗, 一般 0.4Ω /KM; Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%~20%线路全长,才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则: 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流,且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性,保护1的动作时限应该比保护2大。故: 式中: KⅡrel——限时速断保护可靠系数,一般取1.1~1.2; △t——时限级差,一般取0.5S; 灵敏度校验:

规程要求: 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中: KⅢrel——可靠系数,一般 取1.15~1.25; Krel——电流继电器返回系数,一般取0.85~0.95; Kss——电动机自起动系数,一般取1.5~3.0; 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中: Ikmin——保护区末端短路时,流经保护的最小短路电流。即:最小运行方式下,两相相间短路电流。 要求:作近后备使用时,Ksen≥1.3~1.5 作远后备使用时,Ksen≥1.2

4731.±800kV特高压换流站换流变高压电气试验

±800kV特高压换流站换流变高压电气试验 摘要:本文详细介绍了±800kV特高压换流站中换流变的高压电气试验。 关键词:±800kV特高压换流站、换流变、高压电气试验 1引言 向家坝—上海±800kV特高压直流示范工程是“十一五”国家电网规划建设的金沙江一期送电华东直流输电工程,工程的建设符合国家能源战略,是进一步落实国家“西部大开发”战略,实现国家电网西电东送总体规划目标,促进资源优化配置的一项重要举措。也是“十一五”期间扩大川电外送规模,满足华东、华中用电需要的一项工程。向家坝-上海特高压直流示范工程是世界直流输电发展史上的里程碑工程,也是我国特高压输电技术的开创性工程。 ±800kV奉贤换流站工程换流部分采用双极、每极两个十二脉动换流器串联接线,电压配置为“400kV+400kV”,双极共安装24台工作换流变(4个换流器单元,每极高、低端各1组),4台备用换流变(每极高、低端各备用1台),共28台。每极安装Yo-Y-12接线及Yo- -11接线的换流变各2组,每组换流变均由3台容量为297.1MVA的单相油浸式双绕组换流变压器组成,换流变压器采用BOX-IN的封闭安装形式,阀侧套管直接插入阀厅。 2换流变主要高压电气试验项目及方法 2.1 绕组连同套管的直流电阻测量 2.1.1 试验仪器:变压器直流电阻测试仪,测试电流40A。 2.1.2 试验接线: 2.1.3 试验步骤: 被测绕组 a. 检查试验接线。 变压器直流电阻测试仪 测试直流电阻接线图

b. 测量高压绕组在各分接位置的直流电阻。 c. 测量低压绕组直流电阻。 d. 记录数据同时记录变压器的上层油温。 2.1.4 数据分析: a. 相间的最大不平衡率小于2%。 b. 换算到同一温度下,与出厂值比较相应变化小于2%。 c. 最大不平衡率计算公式:(%)=(Rmax-Rmin)/Rave。 d. 温度换算公式:R1=(235+t1)R2/(235+t2) 2.1.5 安全注意事项: a. 测试导线应有足够的截面; b. 测量过程中不得操作变压器的分接开关; c. 测量时应认真记录绕组温度; d. 更换试验接线时,一定要先断开试验电源; e. 变压器本体及高、低压侧出线上禁止有人工作。 2.2 检查所有分接头的电压比 2.2.1 试验仪器:数字式变压器变比测试仪。 2.2.2 试验接线: 将变压器高低压绕组对应接入变比电桥的相应接线端子。 2.2.3 试验步骤: a. 检查试验接线。 b. 按变比测试仪的使用说明书正确操作。 c. 测量各分接位置的变比误差。 2.2.4 数据分析: 实测变比与制造厂铭牌数据相比无明显差别,且应符合电压比的规律;电压比的允许误差在额定分接头位置时为±5% 。 2.2.5 安全注意事项: a. 变压器高、低压侧测试线不能接反; b. 变压器变比测试仪应接地; c. 更换试验接线时,一定要先断开试验电源;

直流输电换流变压器基础知识

第一章换流变结构 一、换流变概述 通常,我们把用于直流输电的主变压器称为换流变压器。它在交流电网与直流线路之间起连接和协调作用,将电能由交流系统传输到直流系统或由直流系统传输到交流系统。换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备,是交、直流输电系统中换流、逆变两端接口的核心设备。 直流输电系统的接线方式有多种,目前常见的接线方式如图1-1所示。 图1-1 两个六脉冲换流桥构成一个单极十二脉动接线,这两个六脉冲换流桥分别由Yy与Yd联结的换流变压器供电。两个单极叠加在一起构成一个双极。每极所用的换流变压器可以由下述方式实现,两台三相双绕组变压器(一个Yy联结,一个Yd联结)或三台单相三绕

组变压器(一个网侧绕组和两个阀侧绕组,一个Y接,一个D接)或六台单相双绕组变压器(三个Yy 单相,三个Yd单相)。由建设规模的大小及直流电压等级可以确定换流变压器的大致型式。选择不同的型式主要受运输尺寸的限制,其次是考虑备用变容量的大小,当然,备用变容量越小越经济。 当直流输送容量较大时可采用每级两组基本换流单元的接线方式,此种接线方式有串联和并联两种方式。如目前在建的±800kv项目即采用了串联方式,其基本接线原理见图2。 800(HY) 600(HD) 400(L Y) 200(LD) 图1-2

图1-3 单相双绕组换流变压器外形 图1-4 单相三绕组换流变压器外形

图1-5 云广±800kV项目高端(800kV)换流变压器外形 二、绕组的常见类型 换流变中的绕组按照其连接的系统不同,通常可分为连接交流系统的网绕组及调压绕组;连接换流阀的阀绕组。绕组的排列方式通常有以下两种:铁心柱→阀绕组→网绕组→调压绕组;铁心柱→调压绕组→网绕组→阀绕组。 1.网绕组 目前,我公司的网绕组主要采用轴向纠结加连续式结构。与传统的纠结或内屏连续式不同,轴向纠结采用特殊的阶梯导线绕制n个双饼构成n/2个纠结单元。纠结绕制和换位示意见下图。

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究

特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究 摘要:随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展,直流输电已经成为了远距离大 容量输电的主要模式,直流输电已得到了越来越广泛的应用。在大电网时代,直 流输电不仅成为交流输电的一种有力补充,而且成为了电力系统中最具有重要经 济和技术意义的环节之一,成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。换流器 是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件,其故障形式和机理、保护 配置和原理与交流系统有着很大的不同。 关键词:特高压;直流输电;换流阀;短路保护;原理;分析 1导言 特高压直流输电系统以其更远的输送距离,更大的输送功率,更大区域的非 同步互联,更低的功率损耗,灵活的功率调节,更低的线路造价等优势而被越来 越多的应用在电力传输领域。特高压直流输电换流阀的本体,作为关键设备,其 运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制 才能得以实现的。特高压直流输电换流阀的安装过程,是换流阀从图纸和零部件 完成到实体阀的最后关键阶段,需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的 关键节点进行合理控制,才能彻底保证特高压换流阀的优良品质,实现更好的长 期稳定运行。 2阀短路保护(VSCP)检测原理 为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏,特 高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY,IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N),并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流,正常运行时这2个值是平衡的。当 换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据,在交流侧电流过大时,换流器被立即跳闸。 3特高压直流输电换流阀 特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统,电压等级在 ±800kV及以上,电流可以从4000A到最高6250A。该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统,即极1直流系统和极2直流系统。每 个完整的单极系统包含2个单极换流器单元,分别安装在整流换流站和逆变换流站。每个换流站内的单极换流器单元由2个12脉动阀组串联组成。一个阀厅仅 包含一个12脉动阀组。因此每个换流站共分四个独立阀厅,即极1高压阀厅、 极1低压阀厅、极2高压阀厅、极2低压阀厅。锡盟站换流阀设备由西安西电电 力系统有限公司自主制造,换流阀采用空气绝缘、水冷却的户内悬吊式双重阀结构。每个阀厅换流阀阀组由6个双重阀阀塔组成。根据电流流向不同,双重阀阀 塔分为2种结构,即电流上结构和电流下结构。阀侧星形接法的3相双重阀阀塔 是其中一种结构,阀侧三角形接法的3相双重阀阀塔是另一种结构。每个阀厅换 流阀阀组通过冷却水管、管母金具、光纤分别与换流阀冷却系统、换流变压器、 换流阀控制单元对应连接。在换流阀整体设计中,综合考虑了各种相关的复杂因素,如过电压与绝缘配合、阀电子电路单元抗电磁干扰、主回路电气件合理布局 和散热、换流阀的防火和抗震等要求、机械性能和电气性能要求、安装维护便捷 要求等,按特定装配工艺,将换流阀的各个组成部件通过标准化作业组装在一起,具有安装快捷,维护方便的特点,有效保证了换流阀和整个直流输电系统的稳定性、可靠性及安全性。

换流变压器教学教材

换流变压器

精品文档 一、换流变压器 1、定义: 换流变压器(Converter Transformer) 接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接,并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。 2、换流变压器在直流输电系统中的作用: (1)、传送电力;(2)、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压;(3)、利用变压器绕组的不同接法,为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流;(4)、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离,以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接,使得换相无法进行;(5)、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用;(6)、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。 3、换流变压器的特点及要求: (1)漏抗 以往由于晶闸管的额定电流和过负荷能力有限,为了限制阀臂短路和直流母线短路的故障电流,换流变压器的漏抗一般比普通电力变压器的大,一般为15-20%, 有些工程甚至超过20%。随着晶闸管的额定电流及其承受浪涌电流能力的提高,换流变压器的漏抗可按对应的容量和绝缘水平合理选择,阻抗相应降低,通常为12-18%,因此,设备主参数、绝缘水平、换流器无功消耗及能耗等都可相应降低,同时,换流器的运行性能也有所改进。 为减少非特征谐波,换流变压器的三相漏抗平衡度要求比普通电力变压器高,通常漏抗公差不大于2%。如果运输条件允许,工程多采用单相三绕组换流变压器结构,进一步减少十二脉动换流单元中换流变压器六个阻抗值的差别。(2)绝缘 换流变压器阀侧绕组和套管是在交流和直流电压共同作用之下工作的,由于油、纸两种绝缘材质的电导系数与介电系数之比差别很大,油纸复合绝缘中直流场强按电导系数分布,交流场强则按介电系数分布。当直流电压极性迅速变化时,会使油隙绝缘受到很大的电应力。在套管与底座的连接部分,由于绝缘结构复杂,这一问题最为严重。越接近直流两极的阀侧绕组对地电压越高,在设计时必然增大绕组端部与铁芯轭部的距离,使绕组端部的辐向漏磁和局部损耗增加,因谐波漏磁而引起的损耗则增加更多。作为阀侧绕组外绝缘的套管,其爬电距离要考虑到直流电压的分量,为了避免雨天时在直流电压作用下,由于不均匀湿闪而造成的闪络故障,一般阀侧套管均伸入阀厅。干式合成套管已得到实际应用。为了抗震,套管法兰盘处一般装有振动阻尼装置。(3)谐波 换流变压器漏磁的谐波分量会使变压器的杂散损耗增大,有时可能使某些金属部件和油箱产生局部过热现象。在有较强漏磁通过的部件要用非磁性材料或采用磁屏蔽措施。谐波磁通所引起的磁致伸缩噪声处于听觉较为灵敏的频带,必要时要采取更有效的隔音措施。(4)直流偏磁 换流器触发时刻的间隔不等,交流母线正序二次谐波电压和与直流线路并行的交流线路的感应作用等将在换流变压器阀侧绕组电流中产生直流分量;接地极入地电流引起的地电位变化会在交流侧绕组电流中产生直流分量,二者共 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

±800kV换流变压器关键技术研究

±800kV换流变压器关键技术研究 可行性报告 一、项目提出的目的及意义 在世界范围内,随着电力工业飞速发展,电力负荷的急剧增长,大型能源基地的建设和输电规模的扩大,电力和电工行业技术水平的提高,推动了特高压输变电技术的发展。 我国一次能源与生产力分布不均衡的格局决定了西电东送、北煤南运的能源流向。水能资源集中于西部和西南部地区,可开发容量占全国的82.9%;煤炭资源集中于华北和西北部地区,占全国的80%。西部地区的经济总量占全国18%,电力消费占22%;中部和东部沿海地区经济总量占全国82%,电力消费占78%。我国经济和社会的快速发展以及用电需求的迅速增长,使得电力供应和煤炭运输日趋紧张,电网的输电压力越来越大,实现电力资源在较大范围优化配置的任务十分紧迫。 当前电网建设面临的困难是:电力消费、装机成倍增长;500kV网络框架已相当密集,短路电流问题十分突出;站址、输电走廊越来越紧张;当前的联网方式、联网规模、输送能力都难以满足大电源集中开发实现远距离大容量输送的要求,更高一级电压输电技术的应用迫在眉睫。特高压输电工程的建设可以节省输电通道、减少占地,降低送电损耗,增加送电容量。大力推进西电东送、南北互济,实现全国联网,建立国家级电力市场,实现更大范围的资源优化配置。 发展特高压已成为我国一项重大技术装备政策,我国现已积累了多项±500kV直流输电工程的设计、建设和运行经验。750kV交流输变电示范工程也正在建设中。急需在±800kV直流特高压输电技术上有所突

破。作为国内仅有两家掌握±500kV直流输电工程设计的企业,特变电工沈变公司应义不容辞承担起这一攻关任务,因此,公司根据国家电网建设的需要,积极开展了特高压直流±800kV换流变压器基础研究和项目攻关,通过项目实施,最终形成适合特高压输变电设备的专有技术,拥有自主知识产权。同时,利用这些技术研制出合格的产品,实现特高压输变电设备国产化,产品推向国内市场,降低电网建设成本,进一步提升我国输变电制造业的整体水平。因此,该项目提出目的和意义重大。 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析 1. 国外发展概况 当今世界,各个国家电网的规模都向越来越大的方向发展,大电网、长距离输电、供电早已成为国际趋势。苏联、日本、意大利和美国等曾先后建成交流特高压输电工程及试验工程。前苏联从上世纪70年代末开始1150千伏特高压工程的建设,研制了变压器、电抗器、断路器等全套敞开式特高压设备,先后建成特高压线路2462公里,其中两段共900公里长的输电线路及3个特高压变电站从1985起相继投入商业运行,累计全压运行5年时间。日本自1973年开始研究特高压输电技术,从1990年至今共建成426公里同塔双回特高压输电线路,同时成功研制了全套1000千伏气体绝缘全封闭组合电器,在新榛名试验站累计进行全压考核近5年,运行情况良好。总体上看,经过30多年的研发,特别是国际上几个特高压工程的建设,特高压设备通过了型式试验,并投入试验或商业运行,经受了实际运行考验或长时间带电考核,解决了特高压设备的关键技术问题。 一段时期以来,国内对特高压电网存在巨大争议的一个重要原因就是前苏联和日本的特高压电网并未进入大规模的商业运行甚至降压运行。针对质疑,国际大电网会议秘书长科瓦尔曾说过“日本和前苏联的

超高压直流系统中的换流变压器保护(新编版)

超高压直流系统中的换流变压器保护(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0608

超高压直流系统中的换流变压器保护(新 编版) 引言 超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等,在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。 换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在最优的状

态等。 换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例,换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响,并结合其特点提出相应的保护原理与方案。 1换流变压器的特点以及对保护带来的影响 1.1短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。 1.2直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使

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