交直流滤波器保护基本原理及运维方法介绍课件.pptx

1、1.字体大小及颜色：1.1 课件中所有字体均为微软雅黑。1.2 章节标题，24号，黑色加粗；1.3 正文标题：20号，黑色 正文：18号，黑色。1.4 结构层次：一、1.（1）、2.其他强调色：蓝色,RGB（5,58,136）图片格式建议：PNG，JPG;视频格式建议：FLV WMV AVI;音频格式建议：mp3 wma wmv;动画格式建议：swf、gif;课件图片：可根据课件专业特点及课件制作者个性需求自行选择。课件内容：PPTPPT展示课程的重点内容，要做到文字精炼，关于课程的详细内容与阐述可放在备注中。交直流滤波器保护基本原理及运维方法介绍学习时长：180分钟制作时间：2017年8月制

2、作人员介绍姓名：胡忠山单位：超高压输电公司广州局岗位：二次综合1班高级作业员电话：020-37122671邮箱：课程目标帮助学员懂得帮助学员掌握交流滤波器保护配置和基本原理直流滤波器保护配置和基本原理学习保护设备原理的方法交直流滤波器保护运维方法通过本课程的学习，可以使学员，掌握（懂得）以下知识技能：本课程所依据的制度规范制度或规范编号制度或规范名称备注Q/CSG110038-2012南方电网继电保护检验规程 Q/CSG 1203009-2015直流输电系统交流滤波器保护及直流滤波器保护技术规范从西换流站运行规程PCS-976A交流滤波器保护说明书PCS-976D直流滤波器保护说明书课程对象年

3、限岗位新员工1-2年工作经验员工2年以上工作经验员工继电保护专业（交流）自动控制专业(交流)注释：一颗星“”表示最好掌握；两颗星“”表示必须掌握u 课程对象基本知识要求：电路原理、继电保护装置及安自装置u 课程对象基本技能要求：二次回路工作相关技能课程导入1.1 课程导入交流滤波器是什么？长什么样？交流滤波器保护干嘛用？交流滤波器保护包括哪些原理？交流滤波器保护日常维护做什么？。如何学习继电保护01课程内容目录交流滤波器保护基本原理02直流滤波器保护基本原理03交直流滤波器保护运维方法04总结回顾05习题自测06如何学习继电保护011.1 学习思路1.2 资料文件1.1 学习思路 明确保护对象

4、包括哪些元件起什么作用 运行规程对应章节一次设备一次设备是是什么什么一次设备一次设备主接线主接线配置了哪配置了哪些保护些保护保护原理保护原理和二次和二次回路回路每种保护的原理 二次回路 设备主接线图 重点关注开关位置、CT、PT 保护配置图 保护范围1.2 资料文件1.2 资料文件1.2 资料文件交流滤波器保护基本原理022.1 交流滤波器概述2.2 交流滤波器保护基本原理2.1 交流滤波器概述2.1.1 直流工程为什么要配置交流滤波器？1 谐波 任何形式的换流器在换流的同时都会产生谐波，在交流侧产生的谐波有:特征谐波非特征谐波通过穿透作用产生的谐波三种主要类型。特征谐波 理想条件下由换流产生

5、的谐波称为特征谐波。一个脉动数为p的换流器，在其交流侧产生的谐波次数为n=kp1，其中k为任意正整数。一般情况下，特征谐波的次数越高，其有效值越小。非特征谐波 实际工况不可能是理想的，例如存在换流变压器阻抗相间差异等多种非理想因素，因此就会产生除特征谐波以外的多次谐波，称为非特征谐波。通过穿透作用产生的谐波 交流电力系统中存在多种负荷而产生的背景谐波，换流变或站用变饱和均会产生谐波，称之为通过穿透作用产生的谐波。2.1 交流滤波器概述2.1.1 直流工程为什么要配置交流滤波器？2.1 交流滤波器概述2.1.1 直流工程为什么要配置交流滤波器？2 无功 换流器工作过程存在换相重叠，会引起直流输出

6、电压的下降。这时交流的电压和电流没有发生变化，所以会导致直流功率降低，可看作是交流侧有滞后功率因数，而使变压器一次侧输出的有功功率下降。换相滞后和重叠导致电流的相位要比原来滞后一个角度，因此要求交流系统供给滞后无功功率。2.1 交流滤波器概述2.1.1 直流工程为什么要配置交流滤波器？通过控制交流滤波器的投退，改变系统中无功容量，限制交流母线电压在规定的范围。为避免谐波对电力系统设备造成重大危害，且为了保持换流站在运行过程中本身的无功平衡，维持电压的稳定，所以需要装设交流滤波器。3 电压2.1 交流滤波器概述2.1.2 交流滤波器包括哪些种类？单调谐滤波器双调谐滤波器三调谐滤波器 HP3滤波器

7、单调谐滤波器l 单调谐滤波器在调谐频次附近具有较小的阻抗，但在高次谐波时谐波阻抗较大。具有结构简单、成本低、体积小的特点。2.1 交流滤波器概述双调谐滤波器目前换流站ACF大都采用了双调协滤波器。双调谐滤波器有两个谐振频率，同时吸收两个邻近频率的谐波。与两个单调谐滤波器相比，它只有一个公共电感器L1承受全部冲击电压；并联电路中的电容C2容量较小，基本上只通过谐波容量，因而其经济性较好。C1 L1 R1 L2 R2 C2 双调谐滤波器电路结构 双调谐滤波器阻抗-频率特性 2.1 交流滤波器概述三调谐滤波器l 三调谐滤波器相对于双调谐滤波器，最突出的优点是小负荷下无功平衡更方便，最大的缺点是现场调

8、谐困难。三调谐滤波器电路结构 三调谐滤波器阻抗-频率特性 2.1 交流滤波器概述HP3滤波器l HP3滤波器，由于其接线方式有如英文字母C，因此也叫C型滤波器。是从三阶高通阻尼滤波器发展起来的，由于C2和L构成的回路谐振于工频，基波电流几乎全部流经这一回路，进一步降低了基波损耗。HP3滤波器电路结构 HP3滤波器阻抗-频率特性 2.1 交流滤波器概述2.1 交流滤波器概述2.1.3 交流滤波器包括哪些元件？从西换流站ACF2主接线图滤波器主要元件（电容器组）C1电容器采用平放安装，塔式布置。C1电容器 C2电容器 2.1 交流滤波器概述滤波器主要元件（电抗器）滤波器电抗器为无铁芯的空气绝缘，外

9、表采用加强玻璃纤维合成树脂绝缘。2.1 交流滤波器概述滤波器主要元件（电阻器）阻尼电阻采用空气绝缘，安装于便于空气流通的箱体中2.1 交流滤波器概述2.2 交流滤波器保护基本原理2.2.1 交流滤波器保护配置母线保护：保护母线以及母线与小组之间的部分；各直流系统交流滤波器母线保护软硬件：n天广、普侨、楚穗直流：许继SDZ-101A保护装置，每大组配置完全冗余的两套保护系统，“二取一”逻辑。n高肇、兴安直流：大组连线保护采用不完全的冗余方案配置，有两套保护系统。系统一与系统二共用失灵保护装置7VK61。n牛从直流：南瑞PCS-915母线保护装置，双重化配置，交、直流回路、跳闸回路彼此独立。2.2

10、 交流滤波器保护基本原理小组保护：保护各个小组元件，包括小组断路器保护；各直流系统交流滤波器小组保护软硬件：n天广、普桥、楚穗直流：由许继SDR101-A保护装置和WDLK-86系列开关保护装置实现，SDR101-A保护装置为完全冗余配置。n高肇、兴安直流：数字式多微处理器系统SIMADYN D和CPR97继电装置，每组滤波器配置完全冗余的两套保护系统。n牛从直流：由南瑞PCS-976A系列交流滤波器成套保护装置和PCS-921N断路器失灵保护及自动重合闸装置实现，PCS-976A 保护装置为完全冗余配置。2.2.1 交流滤波器保护配置2.2 交流滤波器保护基本原理2.2.2 母线保护原理交流

11、滤波器大组保护配置：l 差动保护l 过流保护l 过压保护l 失灵保护2.2 交流滤波器保护基本原理交流滤波器大组保护典型配置2.2 交流滤波器保护基本原理比率制动式差动保护：n比率制动式差动保护是滤波器大组的主保护。n针对的故障：滤波器大组内部相间短路、接地故障，高阻接地故障等。n出口方式：跳开所有大组开关及小组开关、启动开关失灵等n保护判据：IcdZset2.2 交流滤波器保护基本原理2.2 交流滤波器保护基本原理大组过流保护：n检测大组母线上电流，作为大组引线相间和接地故障的后备保护。n针对的故障：大组相间短路和接地短路故障。n出口方式：I段：告警II段：动作跳开所有大组开关及小组开关等n

12、保护判据：定时限：IZset2.2 交流滤波器保护基本原理大组过压保护：n检测大组母线电压，用于避免对交流滤波器组、并联电容器组造成损坏的严重的交流持续过电压。n针对的故障：大组母线过电压故障。n出口方式：I段：告警II段：动作跳开所有大组开关及小组开关等n保护判据：UZset2.2 交流滤波器保护基本原理断路器失灵联跳母线保护具有断路器失灵保护的输入接点，可通过母线保护跳开相关断路器。当母线所连接的某个断路器失灵时，该断路器的失灵保护三跳动作接点提供给本装置。断路器失灵联跳接点采用双开入接入方式，下列任一条件满足，失灵经母差保护出口：n间隔双开入同时存在时，经30ms短延时跳母线所有断路器；

13、n间隔仅单开入存在，同时本间隔相电流条件满足（开放整定），经30ms短延时跳母线所有断路器；n间隔仅单开入存在，首先经较短延时跟跳本间隔，若本间隔持续有流（不开放整定），再经较长延时（不开放整定）跳母线所有断路器。2.2 交流滤波器保护基本原理2.2.3 小组保护原理交流滤波器小组保护配置：l 差动保护l 过流保护l 过负荷保护l 电容器不平衡保护l 零序过流保护l 失谐监视保护2.2 交流滤波器保护基本原理单调谐滤波器保护典型配置2.2 交流滤波器保护基本原理双调谐滤波器保护典型配置2.2 交流滤波器保护基本原理小组比率制动式差动保护：n比率制动式差动保护是交流滤波器、电容器、电抗器的主保护

14、n针对的故障：交流滤波器、电容器、电抗器内部相间短路、接地短路故障。n出口方式：动作段：跳开本小组开关、启动开关失灵等n保护判据：Icd Zset2.2 交流滤波器保护基本原理电容器不平衡保护：n高压电容器内少量电容器元件损坏对整个高压电容器的影响非常小，单桥臂不平衡电流却较明显。通过检测电容不平衡桥电流，并与电容器低端电流作比，判断C1内部是否有故障。具备补偿电容器固有不平衡电流的功能n针对的故障：电容器单元中元件击穿或熔丝熔断。n出口方式：I段：告警等II段：告警，延时跳开关、启动失灵等III段：跳开关、启动失灵等n保护判据：ITA2校正/ITA3 2.2 交流滤波器保护基本原理滤波器过流

15、保护：n检测滤波器高压侧电流，超过预设值出口。保护滤波器组、电容器组、电抗器组。由一般过流段和速动段组成。保护只对工频敏感。n针对的故障：滤波器相间和接地故障。n出口方式：过流I段：告警等过流II段、速动段：跳开关、启动失灵等n保护判据：ITA1Zset2.2 交流滤波器保护基本原理零序过流保护：n保护针对滤波器组、电容器组及电抗器组，检测接地侧三相电流在装置外部合成的零序电流，超过预设值出口。保护只对工频敏感。n针对的故障：滤波器相间和接地故障。n出口方式：I段：告警等II段：跳开关、启动失灵等n保护判据：3ITA3.0Zset2.2 交流滤波器保护基本原理电抗/电阻过负荷保护：n保护所用电

16、流为50次以内的总电流有效值，用于防止元件承受过高电压而持续发热造成元件损坏。分为热过负荷保护和谐波过负荷保护。n针对的故障：母线电压过高导致元器件发热的故障。n出口方式：告警段（谐波）：告警等动作I段：瞬时告警，延时跳开关、启动失灵等动作II段：延时跳开关、启动失灵等n保护判据：IrmsZset2.2 交流滤波器保护基本原理失谐监视保护：n通过检测滤波器接地侧50次以内总的零序电流有效值谐波含量，来判断某相失谐给正常相带来的过应力故障。作用于信号。n针对的故障：滤波器失谐n出口方式：告警；n保护判据：ITA3.0harm/ITA3.0rmsZset2.2 交流滤波器保护基本原理开关失灵保护：

17、n由保护动作开入接点起动，检测相电流、零序电流、负序电流并同定值比较，经延时判定开关失灵。一段跟跳，二段重跳、再跳邻近开关。保护只对工频敏感。开关三相不一致保护：n若跳位开入不一致且跳位相无流，则启动不一致保护，此时若零序或负序电流超限，则延时跳闸。不启动失灵。保护只对工频敏感。直流滤波器保护基本原理033.1 直流滤波器概述3.2 直流滤波器保护基本原理3.1 直流滤波器概述p与交流滤波器的区别n直流滤波器无需考虑无功要求，仅用于滤波。n直流滤波器高压电容器承受直流高压和隔离电压的作用。n直流滤波器阻抗一般恒定。n直流滤波器无需设置高通滤波器。3.1 直流滤波器概述p直流侧谐波危害n高压直流

18、输电工程在运行过程中，换流器会在直流侧极线和接地极引线上产生谐波电流。n造成站内设备附加发热。n通过电力线路的谐波电流会在邻近电话线上产生谐波电势，干扰通信系统。n流过电力线路大的谐波电流可能对邻近弱信号线路产生感应电势，造成人员伤亡或设备损坏。3.1 直流滤波器概述p直流滤波器所滤的谐波n直流侧的谐波主要是换流引起的谐波，即所谓特征谐波和其他原因引起的谐波。n6脉动换流器产生的特征谐波次数K6=6n（n=1、2、3），12脉动换流器产生的特征谐波次数K12=2K6.n12脉动换流器（包括双12脉动）的特征谐波主要以12、24、36次谐波为主。n其他原因引起的谐波即非特征谐波，以3次谐波为主，

19、主要通过装在中性母线上的中性母线冲击电容器提供低阻抗通道。3.1 直流滤波器概述p直流滤波器配置原则n如果是直流出线，不安装直流滤波器。n应充分考虑各次谐波的幅值及其在等值干扰电流中所占的比重，保证幅值较大的特征谐波和等效干扰电流比重大的高次谐波的滤除效果。n根据直流侧谐波特性，可选择双调谐滤波器或三调谐滤波器。由电容、电感和电阻等设备组成，并联在换流站直流极母线上。3.1 直流滤波器概述直流滤波器电气接线示意3.1 直流滤波器概述双调谐直流滤波器典型接线3.1 直流滤波器概述三调谐直流滤波器典型接线电容器C1避雷器低压侧电流互感器电抗器电容器C23.1 直流滤波器概述各直流系统直流滤波器保护

20、软硬件：n天广、牛从直流：南瑞继保PCS-976D 直流滤波器保护装置，每组滤波器配置完全冗余的两套保护系统，“二取一”逻辑。n高肇、兴安直流：SIMADYN D数字式多微处理器保护装置，每组滤波器配置完全冗余的两套保护系统，“二取一”逻辑。n楚穗、普桥直流：直流滤波器保护功能集成在极保护内，由 SIMATIC TDC数字式多微处理器系统来实现，“二取一”逻辑。3.2 直流滤波器保护基本原理直流滤波器保护区3.2 直流滤波器保护基本原理p直流滤波器保护性能要求n能够发现保护区内的各种故障并正确动作。n正常情况下或保护区外部故障时不误动。n与控制硬件实现物理和电气的隔离，保持独立性。n完善的监视

21、功能，能够发现并闭锁故障的保护系统以避免不必要的跳闸，同时发出告警信号。3.2 直流滤波器保护基本原理p直流滤波器保护冗余配置n每组直流滤波器配置两套功能完全一样的直流滤波器保护系统（系统1和系统2）。n两套保护系统完全独立，保护用测量数据取自互感器的不同线圈。n两套保护系统同时工作，以确保对直流滤波器的不间断保护。任一套保护动作即出口。3.2 直流滤波器保护基本原理直流滤波器保护典型测点3.2 直流滤波器保护基本原理直流滤波器保护配置：l 差动保护l 电容器不平衡保护l 过负荷保护l 过流保护l 过电压保护l 失谐监视保护3.2 直流滤波器保护基本原理直流滤波器保护典型配置3.2 直流滤波器

22、保护基本原理差动保护：n检测直流滤波器高低压侧电流，计算二者差值，差流过大，保护动作。n针对的故障：直流滤波器对地短路或对中性线短路。n出口方式：ESOF、极隔离等n保护判据：ABS(IFHS-IFL)3.2 直流滤波器保护基本原理差动保护3.2 直流滤波器保护基本原理C1不平衡保护：n单只或多只C1原件故障时，桥臂电容值将发生改变，产生不平衡电流。目前常用的方法是，测量直流滤波器不平衡桥的电流，与直流滤波器低压侧电流作比，超过预设值，保护动作。n针对的故障：C1电容器两桥臂电容损坏使正常电容过应力，出现电容器单元雪崩损坏故障n出口方式：告警段：告警；稳态不平衡段、暂态不平衡段：ESOF等(I

23、FHS)、隔离直流滤波器等(IFHS3.2 直流滤波器保护基本原理不平衡保护3.2 直流滤波器保护基本原理C1桥差过流保护：n测量直流滤波器不平衡电流，超过预设值保护动作（保护定值高于电容器元件损坏所允许的最大不平衡电流）。n针对的故障：C1电容器内部接地n出口方式：ESOF、极隔离等；n保护判据：IFHD 3.2 直流滤波器保护基本原理反时限过流保护：n根据电抗器L1的过流倍数和过流时间的反时限关系图表进行定值整定，通过积分模块与设定值进行比较，满足定值条件，保护动作。n针对的故障：谐波电流过大导致L1电抗器过热损害n出口方式：ESOF等；n保护判据：IFHS3.2 直流滤波器保护基本原理反

24、时限过流保护3.2 直流滤波器保护基本原理C1过流保护：n检测C1电容器穿越电流，超过预设值，保护定时限延时出口n针对的故障：直流母线过电压n出口方式：ESOF等；n保护判据：IFHS3.2 直流滤波器保护基本原理过电压保护：n检测直流线路电压UdL，超过预设值，保护定时限延时出口n针对的故障：直流母线过电压n出口方式：ESOF等；n保护判据：UdL3.2 直流滤波器保护基本原理失谐监视保护：n测量直流滤波器的特征谐波值来监视直流滤波器的调谐状态，作用于信号。n针对的故障：直流滤波器特征谐波值增大n出口方式：告警；n保护判据：UdL（600Hz）/IFHS（600Hz）-Zset/Zset3.

25、2 直流滤波器保护基本原理瓷瓶根部漏油套管接线端与套管瓷瓶焊接处渗漏套管接线端顶部灌锡融化导致漏油常见故障3.2 直流滤波器保护基本原理兴仁站563交流滤波器C1电容器电缆破损、距离过短放电跳闸 常见故障3.2 直流滤波器保护基本原理某站交流滤波器C1电容器鸟害跳闸 常见故障3.2 直流滤波器保护基本原理兴仁站573交流滤波器C1电容器冰闪跳闸 常见故障3.2 直流滤波器保护基本原理电容器漏油、鼓肚引起的C1不平衡跳闸较为常见 常见故障3.2 直流滤波器保护基本原理天生桥换流站281交流滤波器C相L1电抗器顶部起火常见故障交直流滤波器保护运维方法044.1 运行维护基本要求4.2 运维的分类4

26、.1 运行维护基本要求运行人员必须按继电保护运行规程，对保护装置及其二次回路进行定期巡视，但不得自行对保护装置进行投、退操作和更改保护定值。若发现可能使保护装置误动的异常情况时，应及时与保护部门联系，并向调度汇报，紧急情况下，可先行将保护装置停用，事后立即汇报。发现保护装置及二次回路所存在的缺陷及不正常情况，应作出记录，通知及督促有关部门清除及处理。若保护装置动作，运行人员应按要求作好记录和复归信号，并将动作情况和检查结果立即向调度汇报。4.2 运维的分类日常巡维运行人员进行，巡维内容和周期参照当年的设备运行维护策略专业巡维检修人员进行，巡维内容和周期参照当年的设备运行维护策略定期检验检修人员

27、进行，检验内容和周期参照规程规范。课程回顾05课程回顾内容一内容二内容三内容四继电保护学习方法和资料交流滤波器保护基本原理交直流滤波器运维方法直流滤波器保护基本原理习题测试06测试题（1）下列哪个保护不是单调谐滤波器的保护（）1、单选题正确答案：C滤波器差动保护AC1电容器不平衡保护BR1电阻过负荷保护C零序过流保护D测试题（2）以下哪项不是交流滤波器小组保护功能（）1、单选题正确答案：B不平衡保护A过压保护B差动保护C过流保护D测试题（3）滤波器小组不平衡保护元件为（）1、单选题正确答案：B高端电容器A低端电容器B电阻器C电抗器D总测试题（共3题）（1）换流站配置交流滤波器的目的是（）2、多选题正确答案：ACD电压支持A电流支持B谐波滤除C无功支持D有功支持E总测试题（共3题）（2）直流滤波器保护功能配置包括（）2、多选题正确答案：ABCD差动保护A电容器不平衡保护B失谐监视C过流保护D测试题（1）失谐监视保护动作后，启动事故音响、故障录波、跳开关等。3、判断题正确答案：B正确A错误B总测试题（2）失谐监视保护动作后，只作用于信号，不跳闸。3、判断题正确答案：A正确A错误B课程结束谢谢聆听