換流站運行方式及操作簡介方案課件

換流站運行方式及操作簡介鄒洪森2012年9月?lián)Q流站鄒洪森一、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)運行方式介紹四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義五、換流站故障處理一、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RectifyInvert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Re高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可控硅元件閥（橋臂）換流橋換流器換流站換流變?yōu)V波器無功補償裝置可控硅元件閥（橋臂）換流橋換流器換流站直流輸電系統(tǒng)直流線路平波電抗器高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可控硅元件閥（橋臂）換流橋換流器換流站基本運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?；具\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)運行方式介紹四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義五、換流站故障處理一、直流輸電的基本原理和基本概念二、直流系統(tǒng)的接線方式介紹三多端兩端直流輸電系統(tǒng)單極系統(tǒng)雙極系統(tǒng)背靠背系統(tǒng)雙極兩端中性點接地方式雙極一端中性點接地方式雙極金屬中線方式單極大地（海水）回線方式單極金屬回線方式單極雙導線并聯(lián)大地回線方式直流系統(tǒng)的接線方式

多端直流輸電系統(tǒng)單極系統(tǒng)雙極兩端中性點接地方式單極大地（海水a(chǎn))單極大地（海水）回線方式特點：利用一根導線和大地（或海水）構(gòu)成直流側(cè)的單極回路。大地或海水相當于一根導線，流過直流輸電工程的運行電流，兩端換流站均需接地。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，造價低；缺點：運行可靠性差；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)件的化學腐蝕以及中心點接地變壓器直流偏磁增大而造成變壓器磁飽和等問題；a)單極大地（海水）回線方式特點：利用一根導線和大地（或海b)單極金屬回線方式特點：利用兩根導線構(gòu)成直流側(cè)的單極回路，其中一根低絕緣水平的導線（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：在運行中地中無電流，可避免電腐蝕和變壓器磁飽和問題；缺點：運行可靠性差；成本高，損耗大；金屬回線b)單極金屬回線方式特點：利用兩根導線構(gòu)成直流側(cè)的單極回路c)單極雙導線并聯(lián)大地回線方式特點：雙極直流輸電工程在單極運行時，為降低線損而采用的一種單極大地回線方式。優(yōu)點：損耗小；缺點：運行可靠性差；成本高，損耗大；存在電腐蝕和變壓器磁飽和問題；c)單極雙導線并聯(lián)大地回線方式特點：雙極直流輸電工程在單極d)雙極兩端中性點接地方式特點：正常運行時，直流電流的路徑為正負兩根導線。銀東直流采用這種接線方式。優(yōu)點：運行方式靈活（可根據(jù)實際轉(zhuǎn)為單極大地、單極金屬單極雙導線并列大地回線方式運行）、可靠性高；缺點：成本高，損耗大；d)雙極兩端中性點接地方式特點：正常運行時，直流電流的路徑e)雙極一端中性點接地方式特點：只有一端換流站的中性點接地，其直流側(cè)回路由正負兩極導線組成，接地點僅提供地電位。優(yōu)點：在運行中地中無電流，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：運行可靠性差，一極出現(xiàn)問題，必須雙極停運；e)雙極一端中性點接地方式特點：只有一端換流站的中性點接地f)雙極金屬中線方式特點：三根導線構(gòu)成直流側(cè)回路，其中一根為低絕緣水平的中性線，相當于兩個單獨運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：在運行中地中無電流，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；運行可靠性高；缺點：成本高，損耗大；f)雙極金屬中線方式特點：三根導線構(gòu)成直流側(cè)回路，其中一根單雙極系統(tǒng)“總結(jié)”單極系統(tǒng)雙極系統(tǒng)雙極兩端中性點接地方式雙極一端中性點接地方式雙極金屬中線方式單極系統(tǒng)運行的可靠性和靈活性都不如雙極系統(tǒng)好，實際工程大多采用雙極系統(tǒng)；而實際上雙極系統(tǒng)是由兩個獨立的單極系統(tǒng)組成的，便于工程的分期建設，另外，運行中一極故障退出運行（停運）時，雙極

單極。因此，雖然所設計的單極直流輸電工程不多，但在實際運行中常常見到。單雙極系統(tǒng)“總結(jié)”單極系統(tǒng)雙極兩端中性點接地方式單極系統(tǒng)運行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，一般雙極平衡運行時很小。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，一單極大地回線方式下電流回路大地回路中通過全部運行電流。單極大地回線方式下電流回路大地回路中通過全部運行電流。單極金屬回線方式下電流回路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)運行方式介紹四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義五、換流站故障處理一、直流輸電的基本原理和基本概念二、直流系統(tǒng)的接線方式介紹三銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹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行方式6.銀東直流潮流方式7.銀東直流雙極典型運行方式8.銀東直流單極典型運行方式銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹1.銀東直流接線方式2.銀東直銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹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，但融冰方式運行時，一極正送，另一極反送；銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹1.銀東直流接線方式（1）單極銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹2.銀東直流電壓方式（1）額定電壓方式(1.0pu)（2）降壓方式（銀川東降壓運行方式0.7pu/0.8pu，其他工程可連續(xù)調(diào)節(jié)）銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹2.銀東直流電壓方式（1）額定電銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹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)運行方式介紹3.銀東直流有功功率控制方式（1銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹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)運行方式介紹4.銀東直流無功功率控制方式（銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹5.銀東直流無功功率運行方式（1）無功總投入（ON模式）自動(Auto)手動(Manual)（2）無功總退出（OFF模式）換流站均采用自動無功運行方式，運行時，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)運行方式介紹5.銀東直流無功功率運行方式（1銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹6.銀東直流潮流方式（1）銀川東送膠東為正（2）膠東送銀川東為負銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹6.銀東直流潮流方式（1）銀川銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹7.銀東直流雙極典型運行方式（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)運行方式介紹7.銀東直流雙極典型運行方式（1銀川東站直流系統(tǒng)運行方式介紹8.銀東直流單極典型運行方式（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)運行方式介紹8.銀東直流單極典型運行方式（1一、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)運行方式介紹四、直流系統(tǒng)狀態(tài)定義五、換流站故障處理一、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.運行8.極開路試驗（OpenLineTest，簡稱OLT）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（銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義1.檢修設備檢修：設備的各側(cè)開關、刀閘拉開，合上接地刀閘，根據(jù)相關規(guī)定及工作要求進行保護操作。（1）換流變檢修：換流變交流側(cè)開關冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關、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)開關冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關、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Ⅰ（Ⅱ）線路檢修：兩換流站極Ⅰ（Ⅱ）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、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、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Ⅰ（Ⅱ）檢修：極Ⅰ（Ⅱ）換流變、閥組、直流濾波器已處于檢修狀態(tài)，中性線開關、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關接地刀閘合上。銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義1.檢修設備檢修：設備的各側(cè)開關（1）換流變檢修：換流變交流側(cè)開關冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關、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)開關冷備用及以下狀態(tài)，中性線開關、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Ⅰ（Ⅱ）線路檢修：兩換流站極Ⅰ（Ⅱ）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、刀閘拉開，接地極線路側(cè)接地刀閘合上。（1）換流變檢修：換流變交流側(cè)開關冷備用及以下狀態(tài)，中性線開（5）交流濾波器檢修：交流濾波器開關、刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘合上。（5）交流濾波器檢修：交流濾波器開關、刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘（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Ⅰ（Ⅱ）檢修：極Ⅰ（Ⅱ）換流變、閥組、直流濾波器已處于檢修狀態(tài)，中性線開關、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關接地刀閘合上。（6）直流濾波器檢修：直流濾波器兩側(cè)刀閘拉開，兩側(cè)接地刀閘合銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義2.冷備用設備冷備用：安全措施全部拆除，設備各側(cè)開關、刀閘拉開，接地刀閘拉開，根據(jù)相關規(guī)定及工作要求進行保護操作。（1）換流變冷備用：安全措施拆除，換流變交流側(cè)開關轉(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Ⅰ（Ⅱ）線路冷備用：安全措施拆除，兩換流站極Ⅰ（Ⅱ）極母線刀閘、旁路線刀閘拉開，極Ⅰ（Ⅱ）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、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、刀閘拉開，接地刀閘拉開。（6）極Ⅰ（Ⅱ）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、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關接地刀閘拉開。銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義2.冷備用設備冷備用：安全措施全部（1）換流變冷備用：安全措施拆除，換流變交流側(cè)開關轉(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Ⅰ（Ⅱ）線路冷備用：安全措施拆除，兩換流站極Ⅰ（Ⅱ）極母線刀閘、旁路線刀閘拉開，極Ⅰ（Ⅱ）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、刀閘拉開，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)開關轉(zhuǎn)冷備用，（5）交流濾波器冷備用：安全措施拆除，交流濾波器開關、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、刀閘拉（6）極Ⅰ（Ⅱ）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、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘拉開，有關接地刀閘拉開。（6）極Ⅰ（Ⅱ）冷備用：換流變、閥組已處于冷備用狀態(tài)；安全措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、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時手動實現(xiàn)或由故障停運極的保護動作來實現(xiàn)。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、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時手動實現(xiàn)或由故障停運極的保護動作來實現(xiàn)。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、銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義4.極連接（Connected）中性線開關、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)量的直流濾波器運行。銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義4.極連接（Connected）中中性線開關、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)量的直流濾波器運行。中性線開關、金屬回線刀閘、大地回線刀閘、極母線刀閘合上，并有銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義5.換流變充電交流系統(tǒng)對換流變充電。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。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.熱備用設備熱備用：設備各側(cè)開關拉開、刀閘合上（直流濾波器無熱備用狀態(tài)），相關保護已按規(guī)定正常投入。（1）交流濾波器熱備用：交流濾波器刀閘合上，開關拉開，接地刀閘拉開，相關保護已按規(guī)定正常投入。（2）GR（MR）熱備用：換流變充電，具有必備數(shù)量的直流濾波器運行，直流設備按GR（MR）接線方式形成直流回路，相關保護已按規(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6.熱備用設備熱備用：設備各側(cè)開關（1）交流濾波器熱備用：交流濾波器刀閘合上，開關拉開，接地刀閘拉開，相關保護已按規(guī)定正常投入。（1）交流濾波器熱備用：交流濾波器刀閘合上，開關拉開，接地刀（2）GR（MR）熱備用：換流變充電，具有必備數(shù)量的直流濾波器運行，直流設備按GR（MR）接線方式形成直流回路，相關保護已按規(guī)定正常投入，換流閥閉鎖。（2）GR（MR）熱備用：換流變充電，具有必備數(shù)量的直流濾波銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義7.運行設備運行：設備各側(cè)開關、刀閘合上，相關保護按規(guī)定正常投入。極Ⅰ（Ⅱ）運行：極Ⅰ（Ⅱ）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7.運行設備運行：設備各側(cè)開關、刀設備運行：設備各側(cè)開關、刀閘合上，相關保護按規(guī)定正常投入。極Ⅰ（Ⅱ）運行：極Ⅰ（Ⅱ）按確定的接線方式形成直流回路，換流閥解鎖；設備運行：設備各側(cè)開關、刀閘合上，相關保護按規(guī)定正常投入。極銀川東站直流系統(tǒng)狀態(tài)定義8.極開路試驗（O