[科普中国]-直流输电系统保护-

可靠性指标

停运次数：包括由于系统或设备故障引起的强迫停运次数。对于常用的双极直流输电系统，可分为单极停运，以及由于同一原因引起的两个极同时停运的双极停运。对于每个极有多个独立换流器的直流输电系统，停运次数还可以统计到换流器停运。不同的停运代表对系统不同水平的扰动。

降额等效停运小时：直流输电系统由于全部或者部分停运或某些功能受损，使得输送能力低于额定功率称为降额运行。降额等效停运小时是将降额运行持续时间乘以一个系数，该系数为降额运行输送损失的容量与系统最大连续可输送电容量之比。

能量可用率:衡量由于换流站设备和输电线路(含电缆)强迫和计划停运造成能量传输量限制的程度，数学上定义为统计时间内直流输电系统各种状态下可传输容量乘以对应持续时间的总和与最大允许连续传输容量乘以统计时间的百分比。

能量利用率：指统计时间内直流输电系统所输送的能量与额定输送容量乘以统计时间之比。

特点1．微机化1）集成度高：可以将单独运行的换流系统内，所有能引起该系统停运的设备故障保护集中在一套保护系统中，有关高一级的极或双极的保护功能也都尽可能集中在这个基本的保护系统中。1

2）判断准确：便于输入信号处理、定量计算、判据设定、延时选择和冗余配置；因此，提高了保护动作的准确性和系统的可靠性，便于故障分析处理。

3）便于修改：各种功能可以通过软件功能和参数的修改进行修正，方便地投入或退出。

4）经济性好：由于保护功能集中，可以节省保护硬件投资；通过软件修改，提高和完善保护功能，也节省了技改经费；同时系统可靠性提高也带来一定经济效益。

2．与直流控制系统的关系密切1）由于直流系统的控制是通过改变换流器的触发角实现的；

2）直流保护动作的主要措施也是通过触发角变化和闭锁触发脉冲完成的；

3）直流系统的控制与保护功能关系密切；

4）直流控制和保护的配合，既能快速抑制故障的发展，迅速切除故障，又能在故障消除后迅速恢复直流系统的正常运行。

2）直流输电系统为了防止直流保护装置本身的故障，造成运行可靠性降低，直流保护装置采用了冗余配置。

3）直流保护的冗余用于提高保护装置本身的可靠性，最终达到提高整个系统可靠性的目的。

4）三套硬件和电源独立的，功能完全相同的保护通道，输出采用“三选二”方式（即：两两之间先“与”，三个输出再“或”），可以避免任何一套保护装置本身故障造成的保护设备误动和拒动。

如何提高可靠性所有提高常规直流输电可靠性的措施对于提高特高压直流输电的可靠性依然有效，并且要进一步予以加强。主要包括：降低元部件故障率;采取合理的结构设计，如模块化、开放式等;广泛采用冗余的概念，如控制保护系统、水冷系统的并行冗余和晶闸管的串行冗余等;加强设备状态监视和设备自检功能等。

针对常规直流工程中存在的问题，如曾经导致直流系统极或者双极停运的站用电系统、换流变本体保护继电器、直流保护系统单元件故障等薄弱环节，在特高压直流输电系统的设计和建设中将采取措施进行改进。此外，还将加强运行维护人员的培训，适当增加易损件的备用。

提高特高压直流输电工程可靠性，还可以在设计原则上确保每一个极之间以及每极的各个换流器之间最大程度相互独立，避免相互之间的故障传递。其独立性除了主回路之外，还需要考虑：阀厅布置、供电系统、供水系统、电缆沟、控制保护系统等。