摘要：直流输电具有控制能力好、线路造价低以及输电功率大的特点，高压直流输电系统在使用过程中若发生故障便会激活控制保护系统强迫停运。本文对高压直流输电系统强迫停运执行过程以及停运的原因进行了系统分析，在此基础上提出了一系列高压直流输电系统运维措施，旨在为关注这一领域的人士提供一些可行性较高的参考意见，为我国电力系统供电传输事业的发展作出积极的探索和贡献。
关键词：高压直流输电；强迫停运；控制保护系统；站用电系统
引言：随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于我国电力系统，特别是高压直流输电系统方面关注程度越来越高。直流输电是我国实现大容量、高电压、长距离输电的重要手段，同时还能实现异步联网的功能。作为直流输电系统当中一种较为特殊的停运方式，强迫停运被用于处理各种紧急故障。因此，如何提高高压直流输电系统运维能力是相关领域工作人员的工作重点之一。
一．高压直流输电系统强迫停运
1．1强迫停运的优先级及执行过程
强迫停运分为最高优先级和中级优先级。
1)紧急停运(ESOF)为最高优先级，直流系统退到高压直流关闭(HVDCOFF)状态，此时交流侧开关闸刀分闸、直流侧母线闸刀、中性线高压低速开关及闸刀分闸。2)快速停运(FASOF)中级优先级分为两类：一类是由直流滤波器跳闸信号、交流滤波器最小容量不满足信号和手动操作FASOF按钮，导致直流系统退到大地／金属回线热备用状态。执行过程是指整流侧移相后闭锁；逆变侧不投旁通对，等交流侧电流小于0．05pu后闭锁，停运后系统进入热备用状态。另一类是由阀控可控硅元件监测(TM)全部退出或内冷水电导率高，导致直流系统退到高压直流关闭的冷备用状态。执行过程是指停运时整流侧同时发出3个指令，即跳换流变交流开关、闭锁对站和闭锁本侧。整流侧闭锁的顺序为移相至164。，2OmS后闭锁点火脉冲；在闭锁完成后跳开直流线路，恢复到高压直流关闭状态。逆变侧停运时向对站发出闭锁指令，同时投旁通对；等交流侧电流小于0．05pu时，延时70ms再执行闭锁时序。闭锁完毕后，跳开直流线路(操作同上)，回到高压直流关闭的冷备用状态。
1．2引起强迫停运的主要原因
引起极闭锁强迫停运高压直流系统主要有2个原因。
1)控制保护系统出口导致极闭锁由独立成套式换流变保护、交流滤波器保护和直流滤波器保护引起极闭锁；由换流阀区域保护、双极保护、单极保护、直流线路保护、换流变区域保护、线路开路试验(OLT)保护引起极闭锁。2)监控系统请求极闭锁由站控(交直流)系统监控、TM系统监控、辅助系统故障(水冷、站用电、消防等)和通信系统请求极闭锁。
二．高压直流输电系统运维措施探讨
（一）控制保护系统出口故障的运维保护措施
高压直流输电系统控制保护系统出口出现故障隐患为启动和动作回路所采用的辅助接点相同。在双极当中直流极母线差动保护与中性线差动保护等两套保护动作回路与启动回路相同。所以，此种接点形式会导致一旦其中任何一个刀闸或是开关的辅助接点发生故障，便会引起双极中性母线的差动保护计算逻辑产生一定的变化，脱离原本的运行方案导致了保护误动情况发生。针对这一情况，我国某地区的电力系统运营与维护单位，设计和研发了两种技术方案，采用双重保险的方式，提高了对高压直流输电系统的运维力度。第一种方案为增加系统当中开关辅助接点的数量，并且在保护系统当中的动作回路与启动回路内部使用不同的辅助接点；第二种方案在不增加开关辅助接点的原则上，对互检运行方式与保护控制系统的其他开关进行检验，利用实时监控的方式，避免了单一接点开关发生变化而引起保护误动发生。
（二）直流场设备故障的运维保护措施
高压直流输电系统直流场设备故障主要发生部位为直流线路避雷器，当直流线路的避雷器外表存在严重的污闪情况时，线路中的极母线差动保护动作便会引起系统停运。
针对这一问题，我国某地区的高压直流输电系统运维部门根据当地台风暴雨等极端自然天气频发的情况，将周边变电站以及容易出现站内交流线跳闸事故的直流系统进行综合管制。该地区电力系统运维部门将设备相关的门窗以及端子箱及时关闭，并对场内出现的漂浮物质进行清理和排除，对设备和建筑物的稳定性进行检查，防止在强台风天气被吹落的问题。针对雷雨天气直流线路容易被雷击进而导致出线换相失败等问题，该地区及时打开了排水泵以及备用排水泵同时进行排水工作。在雨雪和冰灾等天气下，该地区还在系统当中加入了融冰程序，确保了高压直流输电系统不会因为雨雪和冰灾等天气导致直流线路杆塔发生断裂或是倒塌等问题。安排专人定期对高压直流输电系统各部分设备进行管理和维护，全面提高了当地高压直流输电系统的运行效率，扩大的经济和社会效益。
（三）辅助控制系统故障的运维保护措施
高压直流输电系统主泵频繁启动可能导致软启动器发生故障。在冷水阀的控制保护装置正常运行过程中，110kV的信号回路源发生丢失现象、管道压力表的电源发生丢失以及流量中间的继电器发生故障等情况都会引起主泵频繁启动导致软启动器故障以及直流系统的单极闭锁等问题。针对这一情况，我国某地区的高压直流输电系统运维单位建提出了修改冷水阀控制保护软件的方案。在CCP系统当中一旦收到故障切泵命令，经过对冷水阀控制保护软件进行修改和调整，便可以无延迟直接将系统切换到备用系统当中，并且发出演示切换主泵的命令。该地区在正式实施这一方案之前，首先对110kV直流配电屏进行改造，使之可以显示出冷水阀控制保护系统，并且为其提供电源负荷相关数据。避免了直流系统在正常运行过程中出现误分开关现象。同时该地区高压直流输电系统运维部门还积极制定出设备故障处理预案，在发生故障之时，以手动调节模式代替系统自动控制模式[2]。
（四）站用电系统故障的运维保护措施
在对高压直流输电系统站用电系统进行改造过程中，容易因为不当的操作导致站用电系统出现故障。例如，我国葛南地区高压直流输电站曾经发生过因为冷水电源全丢导致的强迫停运现象。针对这一问题，该地区提出在进行用电系统改造过程中需要安装备用自投装置，同时将主泵的切换时间调整为100毫秒，将备用自投装置时间设定为1.8秒。经过调整之后当地高压直流输电系统备用自投装置正式投入使用之后，对于故障发生的情况可以避免电源切换器的动作时间。在极端工作情况之下，若仅有一路站用电且负荷为380kV，在高压直流输电系统运行过程中若这一站用电源发生开关跳闸，便会引起高压直流输电系统的强迫停运。此时需要将发电车接入到380kV的母线当中，用于加强站用电的冗余程度。
窗体底端
（五）排查隐患及运维措施
换流变本体重瓦斯保护及有载分接头油流保护仅有2个跳闸接点，任意接点或信号回路故障均会导致非电气保护误动。建议将本体瓦斯继电器和有载分接开关油流继电器，更换为三幅独立的跳闸接点，采取三取二出口模式。在每天的运行中，换流变会多次调解分接头，运行人员可能遇到“分接开关三相不一致”“分接开关不同步”、“分接开关越限”告警情况。若是在功率升降过程中，则应先向调度申请停止功率升降，再到现场检查分接开关的传动机构是否正常，是否有电机电源小开关跳开，然后再按照换流变分接头档位不一致的预案处理。南桥站换流变服役时间较长，平时应定期测温及做油色谱分析，对备用换流变也应定期检查，并且准备好换流变的备品备件，以便发生故障时及时更换。
参考文献：
[1]王磊，李兴源，胡永银.伪双极LCC-VSC型混合高压直流输电系统向无源网络供电的研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（21）：27-33.
[2]陈磊，张侃君，夏勇军.基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究[J].电力系统保护与控制，2013，41（12）：136-142.