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高压直流换流站常见故障及其对策
作者：张国栋
来源：《科学与财富》2017年第28期
摘要：高压直流（HVDC）输电以其在长距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等领域的独特优势而得到了广泛应用，目前世界范围内已投运了100多个直流输电工程。直流投运以来基本上在大负荷方式下运行，总体运行情况良好，主设备性能稳定，控制与保护及辅助系统比较可靠，为西电东送发挥了重要而积极的作用。但运行中不断暴露软、硬件缺陷，也发生了多起因直流设备故障引起的闭锁和强迫停运事件，直接影响直流输电可用率，严重时导致设备损坏、直流闭锁、电网失稳甚至局部崩溃。 关键词：高压直流输电；换流站；设备故障 中图分类号：TM72 文献标识码：A
通常将整个高压直流输电系统当中，为了实现交流电与直流电转化，同时确保电力系统所提供电能质量安全可靠的站点定义为换流站。当前我国电网系统当中的换流站设备数量不断提升，为了做好换流站的安全保护工作，就需要对各种常见的设备故障问题加以全面分析，研究相应的防护措施，做到有备无患，从而提高其运行质量。 1 换流站的主要设备
高压直流输电（HVDC）系统中，换流站是实现交流电和直流电相互能量转换的系统，是直流输电的中心环节，是联络交流电力系统和直流输电的枢纽。换流站主设备包括直流场设备和交流场设备，直流场设备是主要部分，包括换流变压器、换流阀、平波电抗器、无功补偿设备、直流保护控制系统等。在换流站主设备中，换流变压器、换流阀、直流控制保护系统是主要设备，辅助设备包括站用电、消防、寻呼及监视等系统。两端换流站由交流部分和高压直流组成，并通过直流线路相连。其中，柴达木换流变电站的330kV交流场为一个半断路器接线，共13串，与高压直流相关的设备主要有交滤波器组，换流变压器和交流PLC滤波器等。400kV直流场按可实现单极大地返回，单极金属返回、单极双导线并联运行及双极运行等四种运行方式进行配置，主要设备有平波电抗器、复合型光TA/TV、直流滤波器及直流开关等。 2 换流站直流设备存在的常见故障 2.1 换流阀设备故障
国内换流站使用换流阀均采用悬吊式阀塔和水冷却结构。每个阀塔有多个阀层组成，阀层内串连若干组晶闸管级。各厂家的换流阀结构、元件基本相似，有内部布局各有不同。有统计资料表明，换流阀设备故障率较低，年平均故障率为1.3次/年，需停电处理的故障率为0.21次/年。换流阀设备的停电故障多出现在新设备投运的前两年中，以后逐渐平稳，在运行超过
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