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800kV云廣直流輸電工程直流分壓器支柱絕緣子雨閃事故分析

文檔作者：何海歡，朱志海，羅宇航文檔來源：中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月03日
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高壓技術(shù)匪
[摘要]
關(guān)鍵詞
0引言
±800kV云廣直流輸電工程直流分壓器
支柱絕緣子雨閃事故分析
何海歡，朱志海，羅宇航
(中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局，廣州 510405)
針對(duì)高壓直流設(shè)備發(fā)生雨閃事故嚴(yán)重影響直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題，以穗東換流站一起直流分壓器支柱
絕緣子雨閃事故為例，對(duì)其相關(guān)保護(hù)邏輯、動(dòng)作出口及直流分壓器支柱絕緣子傘裙參數(shù)進(jìn)行了分析，并對(duì)如
何在暴雨天氣下降低高壓直流設(shè)備支柱絕緣子發(fā)生雨閃概率的問題提出了相關(guān)建議。
特高壓直流工程直流保護(hù)直流分壓器雨閃
_
-4-800kV云廣直流全長(zhǎng)1 373km，額定輸送容量達(dá)到
5 000MW，其可靠運(yùn)行對(duì)南方電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了
舉足輕重的作用L1 ]。
2015年4月20日，故障前云廣楚穗直流雙極在解鎖
狀態(tài)，直流接線方式為雙極大地回線方式，穗東換流站出
現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，直流母線分壓器發(fā)生雨閃，極1兩套直流
保護(hù)直流母線差動(dòng)保護(hù)(87HV)及電壓突變量(27du／dt)動(dòng)
作，極1雙閥組退至備用狀態(tài)。
針對(duì)該直流母線故障，本文介紹了云廣楚穗直流保護(hù)
直流母線差動(dòng)保護(hù)(87HV)和電壓突變量保護(hù)(27du／&amp;amp;)保
護(hù)動(dòng)作邏輯及出口，分析云廣直流母線故障動(dòng)作原因，并
提出如何降低暴雨天氣下高壓直流設(shè)備發(fā)生雨閃事故概率
的建議。
1事故簡(jiǎn)介
2015年4月20日，云廣楚穗直流雙極在解鎖狀態(tài)，
電壓為±800kV， 雙極功率為5 000MW，楚雄側(cè)為整流
站，穗東側(cè)為逆變站。當(dāng)日11：15，穗東換流站出現(xiàn)強(qiáng)降
雨天氣；153ms后，極1兩套直流保護(hù)直流母線差動(dòng)
(87HV)動(dòng)作，極1電壓突變量保護(hù)(27du／出)動(dòng)作，極1
雙閥組退至備用狀態(tài)，極1退至隔離狀態(tài)，直流功率由
5 OO0Mw降為2 846Mw。依據(jù)云廣楚穗直流雙極運(yùn)行單
極閉鎖臨時(shí)調(diào)控現(xiàn)場(chǎng)處置原則， 將直流功率調(diào)整至
2 500MW。故障過程見表1。
表1故障過程事件列表
續(xù)表
序號(hào) 開始時(shí)刻 事件
4 11 17．33．521
極1直流保護(hù)系統(tǒng)1和2電壓突變量保護(hù)(27 ／出)動(dòng)作
信號(hào)消失
2極1直流保護(hù)動(dòng)作分析
2．1直流母線差動(dòng)保護(hù)(87HV)保護(hù)
直流母線差動(dòng)保護(hù)(87HV)動(dòng)作判據(jù)：J “～k—J>
0．3p．u．(938A)，T一10ms閉鎖換流器，T一3 000ms發(fā)
ESOF命令(其中，I洲為直流線路電流，Jacw為高壓側(cè)閥
組電流)。即當(dāng)直流母線發(fā)生故障，母線兩端差流大于
938A時(shí)，保護(hù)延時(shí)10ms閉鎖換流器，再經(jīng)3 000ms向控
制系統(tǒng)發(fā)ESOF命令。直流母線差動(dòng)保護(hù)(87HV)保護(hù)范
圍如圖1虛線框所示。／dLH和I n光CT之間的任何設(shè)備發(fā)
生接地故障，均在87HV保護(hù)范圍內(nèi)。
直流中性線電流； 一中性線線路側(cè)電流；￡ 一直流中性線電壓
廠直流母線電壓；k。一接地極線路1電流；』 一接地極線路2電流
圖1 直流母線差動(dòng)保護(hù)(87HV)保護(hù)范圍圖
正常運(yùn)行時(shí)， 洲一 dc 一／dCN—IdLN。逆變側(cè)直流母
線發(fā)生故障時(shí)，其保護(hù)原理情況如圖2所示，此時(shí) 把n—
IdCN一 N—O， 隨著 刪的增大，電流通過接地點(diǎn)流回接
收稿日期：2015—08—06
作者簡(jiǎn)介：何海歡(1989一)，研究方向?yàn)楦邏褐绷鬏旊娭绷鞅Ｗo(hù)；朱志海(1979一)，工程師，研究方向?yàn)楦邏褐绷鬏旊娭绷鞅Ｗo(hù)；羅宇航
(1983一)，工程師，研究方向?yàn)楦邏褐绷鬏旊娭绷鞅Ｗo(hù)。
2016 l 5期l83

高壓技術(shù)
東換流站所遭遇的大暴雨天氣，本次閃絡(luò)是由大暴雨下的
污雨造成的可能性比較大。
4支柱復(fù)合絕緣子污雨閃特性研究
IEC 60815—3Ed．1．0(2008—10)指出，傘裙參數(shù)對(duì)避免
雨水橋接、防止局部傘間短路、提高自潔性、避免污穢聚
集、改善局部電場(chǎng)非常重要¨3]。下面主要從傘裙結(jié)構(gòu)方面
對(duì)事故絕緣子進(jìn)行分析。
表2為穗東換流站直流分壓器支柱復(fù)合絕緣子傘裙參
數(shù)與IEC、國標(biāo)要求對(duì)比情況。其中，事故絕緣子傘裙傾
角較小，傘間最小距離基本與大傘間距一致，因此用大傘
間距來表示傘間最小距離。
表2直流分壓器支柱復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)對(duì)比
由表2可知，穗東換流站直流分壓器支柱復(fù)合絕緣子
各傘裙參數(shù)基本滿足交流系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)可知，傘間距是判斷支柱復(fù)合絕
緣子耐雨閃性能的重要參數(shù)。大傘間距設(shè)計(jì)過短，傘裙容
易在大雨條件被水柱橋接，導(dǎo)致雨閃事故的發(fā)生。
國家電網(wǎng)公司2008年《特高壓直流輸電技術(shù)研究成果
專輯》中對(duì)直流復(fù)合支柱絕緣子傘裙參數(shù)作了推薦。其
中，大小傘結(jié)構(gòu)(一大一小)支柱復(fù)合絕緣子大傘間距建議
不低于65ram，大傘間距與傘伸出之比應(yīng)不低于0．9，大
小傘伸出差應(yīng)當(dāng)大于交流瓷絕緣子采用的距離(15mm)，
且應(yīng)盡量采用更大的傘伸出差，比如20ram[ 。穗東換流
站直流分壓器支柱復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)與推薦值的比較見
表3。
由表2、表3可知，穗東換流站直流分壓器支柱復(fù)合
絕緣子傘裙參數(shù)雖然基本滿足交流標(biāo)準(zhǔn)要求，但傘間距、
大小傘伸出差設(shè)計(jì)過小，在降雨量達(dá)到大暴雨量級(jí)下，支
柱復(fù)合絕緣子傘裙容易被雨水橋接，發(fā)生雨閃事故。
表3 直流分壓器支柱復(fù)合絕緣子傘裙參數(shù)比較
5事故防范及整改建議
為防止雨閃事故發(fā)生，保證云廣楚穗直流安全穩(wěn)定運(yùn)
行，提出以下建議。
(1)傘裙結(jié)構(gòu)對(duì)支柱復(fù)合絕緣子污閃電壓和雨閃電壓
影響較大，因此支柱復(fù)合絕緣子招標(biāo)采購時(shí)應(yīng)關(guān)注傘裙優(yōu)
化選型，并在支柱絕緣子采購技術(shù)規(guī)范中明確對(duì)傘裙參數(shù)
的要求。
(2)給站內(nèi)直流分壓器加裝隔雨傘裙，能有效提高支
柱復(fù)合絕緣子污雨閃電壓。
(3)由于不同廠家支柱復(fù)合絕緣子的傘裙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不
同，其耐污、耐雨閃性能不同，因此建議針對(duì)支柱復(fù)合絕
緣子開展性能檢測(cè)和到貨抽檢，保障支柱復(fù)合絕緣子運(yùn)行
安全。
(4)在惡劣天氣情況下，制定穗東站直流場(chǎng)設(shè)備閃絡(luò)
現(xiàn)場(chǎng)處置方案，適時(shí)申請(qǐng)降壓運(yùn)行。
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(編輯丘石)
(上接第71頁)
5結(jié)束語
在這起220kV線路光纖差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)事件中，保護(hù)裝
置本身并沒有問題，事故是由電流二次回路接線松動(dòng)引起
的，這充分說明電流回路完整性對(duì)保護(hù)裝置正常工作的重
要影響。
在調(diào)試過程中，重要的二次回路一定要逐一檢查到
位，需要搖絕緣的回路一定要細(xì)致，廠家內(nèi)部接線也需重
點(diǎn)檢查，尤其是CT、PT回路，因?yàn)楦魃a(chǎn)廠家在制造工
藝等方面有較大差異。
在進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作分析時(shí)，一定要先充分利用保護(hù)裝置
的動(dòng)作報(bào)告、事件報(bào)告、錄波波形、采樣值等報(bào)文信息進(jìn)
行初步分析，根據(jù)分析結(jié)果再進(jìn)行有針對(duì)性的現(xiàn)場(chǎng)接線檢
查和模擬試驗(yàn)等。新投運(yùn)設(shè)備或故障分析處理一定要留意
CT 回路。
參考文獻(xiàn)
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2016 f 5期J85

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