3 分流电流对保护的影响
由于换流器保护区、直流母线保护区、直流滤波器保护区和直流线路保护区的保护范围没有涉及接地极部分,因此主要分析极中性母线保护区、双极保护区和接地极线路保护区的保护受影响情况。双极区保护测点及配置如图3所示。
单极金属与单极大地回线方式转换过程中,接地极接入、站高速接地开关合上时,接地极线路、接地极刀闸、站高速接地开关形成回路,造成与Idee1、Idee2、Idee4量(正常方式下应为0)相关的保护受到影响,且Idee1+Idee2Idee4 =△ I。取I dee1、I dee2 、I dee4量的保护主要有接地极开路保护59EI.、接地极电流不平衡保护60EL、接地极过流保护76EL、接地极母线差动保护87EB、金属回线接地保护51 MRGF、高速接地开关保护82-HSGS、站接地网过流保护76SG。
3.1接地极开路保护59EL
接地极开路保护59EL逻辑为UdN > U_set &-(|Idee1+Idee2 I < I_set)。定值I段的U_set为30kV、I_set为160A;II段的U Set为80kV、I_set为160A。
I dee1、Lee2仅作为防止感应电压的辅助判据,且分流使得|I dee1 + Idee2|增大,与59EL逻辑相反。同时,根据牛从直流共用接地极研究报告,共用接地极仅使地电位抬升值AU提高0. 58kV,远远小于接地极线开路保护的定值。所以,共用接地极引起的分流和中性母线电压升高均不会造成59EL动作。
3.2接地极电流不平衡保护60EL
I回接地极线路上分得的电流在Idee1和Idee2测点相同,所以接地极电流不平衡保护60EL不会受到影响。
3.3接地极过流保护76EL
接地极过流保护76EL逻辑为|Idee1| > I_set或1Idee2|>I_set,且检测接地极接入。报警定值为0. 75 p. u. =2 400A;动作定值为0. 85p. u. =2 720A。
根据分析,分流远远小于定值,且接地极接入条件不满足,所以接地极过流保护76EL不受影响。
3.4接地极母线差动保护87EB
单极金属回线运行时接地极母线差动保护 87EB逻辑为|IdlN,-IdLH,-(Idec1+Idee2+Idee1>I_set +k_set IdLN1。告警定值为0. 05p. u. =160 A、k_set = 0. 1,I_Set = 0. 06 p. u.=192A,告警时间为is,单极方式下动作时间定值为600ms,动作后直接跳闸。
判别式可简化为△I = 0. 05851d,2△I > 192 + 0. 1LIM,则0. 1171d>192+0. 1Id,此时对应II回单极大地运行功率大于5 647MW,由于不可能达到此功率,因此87EB保护不会动作。但是,该保护的报警定值为160A、报警时间定值为1s,电流有可能达到告警定值,此时对应的II回单极大地运行极功率大于684N4W。正常情况下,单极金属回线方式转单极大地回线方式的暂态过程时间小于保护告警时间定值,保护不会报警。但是考虑到转换过程中开关各次动作时间的差异和分布,以及发生站接地开关拒动的可能性,87EB保护可能满足时间定值而报警。在单极大地回线方式转单极金属回线方式过程中,若接地极刀闸在分闸过程中切断电流的时间满足保护动作时间定值或接地极刀闸拒动,则87EB保护可能报警。
3.5金属回线接地保护51 MRGF
金属回线接地保护51 MRGF逻辑为金属回线方式下|Idee1+ Idee2+I dee4| > I_set + k_set IDLN。告警定值为60A,告警时间定值为60ms、k_set、=0. 1,I_set =100A,动作时间定值800ms。
在方式转换的暂态过程中,保护仍按单极金属回线方式考虑,判别式可简化为2△1 > 100 + 0. 1 IdLN 、△I =0.058 51d,则0.1171d>100+0.1Id。此时对应II回单极大地运行功率大于2 941MW(1. 84倍额定电流),由于不可能达到此功率,因此51 MRGF保护不会动作。但是,该保护的报警定值为60A,报警时间定值为60ms,电流有可能达到告警定值,此时对应的II回单极大地运行极功率大于256MW。
牛从直流某日在调试过程中,I回极1为备用状态、I回极2在单极金属回线方式闭锁状态、II回极1在单极大地回线解锁状态。发出I回极2由金属回线方式转大地回线方式命令后,该极金属回线接地保护51 MRGF报警,约1. 3s后复归。其原因为I回极2由金属回线方式转大地回线方式过程中,短暂出现接地极接入、站高速接地开关合上工况,此时I回极2金属回线状态信号尚未消失,造成II回极1的接地极电流分流至I回,达到报警定值从而使51 MRGF保护报警。
3.6高速接地开关保护82-HSGS
高速接地开关保护82-HSGS逻辑为站接地开关HSGS指示分闸位置后,满足|Idee4|> I_set,I_set = 75A,动作时间定值为40ms,动作发重合快速接地开关HSGS命令,并锁定开关。
I回在单极金属与单极大地回线方式互转的暂态过程中,站接地开关HSGS在合位,不满足判据中HSGS分位要求,82-HSGS保护不会动作。