摘要：本文介绍了±500kV换流站在双极大地运行方式下直流滤波器不同位置发生短路故障时的故障特征，结合两起现场实例，分析了直流滤波器电容器组桥臂发生接地短路、直流滤波器高压侧电流互感器与高压侧刀闸间引线发生接地短路的暂态波形、保护动作原因等，最后总结了直流滤波器常见短路故障的故障特征和保护动作情况。

    0 引言
    短路故障是±500kV及以上电压等级换流站直流滤波器的常见故障。短路故障发生后，故障点电流急剧增加、极母线保护或极中性母线差动保护动作等，不仅使设备因承受巨大短路电流而受损，而且将导致换流站单极或双极闭锁，影响电网安全稳定运行，因此快速判断故障类型并及时、准确地处理故障十分必要。根据某±500kV换流站发生的几起故障实例，本文给出了直流滤波器不同位置发生接地短路和电容器组桥臂短路的简单分析方法，以供同行参考。
    1 直流滤波器短路故障的基本特征
    1.1直流滤波器常见短路故障简介
    当超高压直流输电工程的换流站处于双极大地运行方式时，直流滤波器连接于每一极的极高压母线与极中性母线之间，起到滤除直流侧谐波的作用。运行中的直流滤波器不仅承受着高电压，而且由于其滤波特性将流过大量谐波电流，导致设备的绝缘水平面临严峻考验。短路故障是直流滤波器最常见的故障之一，主要指设备或连线接地短路。接地短路故障常发生在直流滤波器首端电流互感器T11与高压侧刀闸之间引线（图1的F1 ）、电容器组与电抗器L1之间引线（图1的F2）、电抗器L2与低压侧刀闸之间引线（图1的F3）、电容器组内部（图1的F4）。

    1.2接地短路
    （1）直流滤波器首端电流互感器T11与高压侧刀闸之间引线发生接地故障（故障点为F1）。因F1点在电流互感器T11外侧，流过直流滤波器首末两端的故障电流大小相等、方向相反，差流接近为零，故F1点接地故障时直流滤波器差动保护不动作，只能由过电流保护等后备保护动作来切除故障。但Fl点接地短路后，高压母线阀侧电流IDCH在F1点形成分流，有故障电流IF从F1点流人大地，故极1高压母线阀侧电流IDCH＞极1高压母线线路侧电流IDLH，如图2所示。当IDCH与IDLH的差值满足保护判据时，极高压母线差动保护动作。

    （2）电容器组与电抗器L1之间引线发生接地故障（故障点为F2）。F2点位于直流滤波器差动保护范围内，故障期间故障电流从直流滤波器首末两端电流互感器流向故障点，满足保护判据，直流滤波器差动保护动作。F2点接地后，因电感“通直阻交”特性，极中性母线电流IDCN会在故障点FZ流入大地，故中性母线线路侧电流等于中性母线阀侧电流与故障电流之差，即IDLN = IDCN-IF，如图3所示。一旦满足IDIN < IDCN，将导致极中性母线差动保护动作。

    （3）电抗器L2与低压侧刀闸间引线发生接地短路故障（故障点为F3）情况与FZ点发生接地短路时故障特征类似，在故障点分流作用下，部分直流电流流过电抗器后从F3点流人大地，导致I DLN = I DCN-IF，从而造成极中性母线差动保护动作。如果故障点在直流滤波器差动保护范围内，还会导致直流滤波器差动保护动作。
    1.3电容器组内部短路故障
    电容器组内部短路故障主要是电容器组桥臂接地短路（故障点为F4）、桥臂内的电容器短路。由于高压直流输电系统的直流滤波器中，电容器组的每支桥臂通常由几十个电容组成，因此整段桥臂发生短路的概率较小。
    当桥臂有N个电容（1＜N＜桥臂总电容数）短路时，桥臂阻抗值会改变，将有不平衡电流直接流经不平衡电流互感器T12，最终流向尾端电流互感器，如图4所示。当不平衡电流的幅值大于不平衡保护判据时，电容器组不平衡保护动作。

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