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摘 要：特高压换流站直流控制系统是站内重要设备之一，工程在投运前须做系统调试来确保控制保护指令正确。某换流站进行系统调试模拟VBE（VCU）丢失脉冲试验时，出现送端换流站中性母线阻波器避雷器损坏。最终通过现场检查分析，确定当两套VBE全部失电后，逆变站无法投入旁通对，逆变侧基波通过直流线路进入整流站，导致整流站中性母线阻波器避雷器损坏。
关键词：特高压；直流输电；VBE；避雷器
前言
特高压直流输电工程跨区域垮网输送电力，其安全稳定运行关系到两大区域电网的稳定。换流站的控制中枢是控制保护系统，担负着电网稳定运行责任，因此有必要对每个可能出现的故障进行试验分析并解决相关问题，下面就系统调试过程中出现的某个问题进行分析讨论。
1、试验条件
某特高压直流输电工程工程投运前在做VBE电源故障试验系统调试试验项目。设备运行工况是：在系统调试直流极I低端换流器定电流运行，直流系统输送功率180MW，直流电压400kV，直流电流450A。交流滤波器5621、5622在运行状态，直流滤波器HP12/24及HP2/39在投入状态。逆变站进行VBE电源故障试验，采取断开VBE电源造成电源失电故障。第一套VBE 电源故障后，首先系统切换，直流系统保持正常运行；第二套VBE 电源故障后，直流系统闭锁，现场检查发现中性母线上与阻波器并联的4支避雷器中的一支损坏，且另外三个避雷器均动作。
2、故障情况及原因分析
2、1 逆变站侧分析
故障发生后，通过对整流站及逆变站的故障录波进行分析，发现由于两套VBE均发生电源失电故障，逆变站换流器失去触发脉冲，双桥同时发生换相失败，在直流系统中存在明显的50Hz电流、电压分量。从下图2-1-1逆变站录波图可以明确看出在0.5s时刻发生第一套VBE断电故障后，先发生了换相失败，随后控制系统切换后，系统恢复运行正常。
大约1分钟后，进行了模拟第二套VBE断电故障，发生换相失败，A、B两相不在换相，电流随时间持续增大，最大幅值约5000A，整个过程持续约为60ms，直到换流变进线开关断开后电流才消失。逆变站第二套VBE均失去电源后，CCP执行Y闭锁并发出投旁通对信号，此时选择的旁通阀是阀2和阀5，由于双套VBE均失去电源发生故障，无法投入旁通对。因此，在失去电源前正常导通的阀保持导通状态，其他相由于没有触发脉冲将不再进行换相。图2-1-2中所示，逆变站交流系统电压通过还在导通的阀组叠加至直流侧，从极线电压及中性母线电压中均可以发现50Hz谐波分量，幅值均在20kV左右。
2、2整流站侧分析
当逆变站第二套VBE电源失电故障后，整流站侧极线电压及中性母线电压中有50Hz谐波分量，幅值均在200-300kV；直流极线和中性母线中基波电流最大幅值达5000A，如此高的能量全部积攒到整流站侧中性母线基波阻波器避雷器上，因为能量太高，无法释放，导致其中一根避雷器故障。电流电压波形如下图2-2-1.2-2-2所示。
3、分析结果
结合逆变侧和整流侧波形分析结果，可以看出，由于逆变侧VBE故障，导致逆变站旁通对不能投入，不能迅速将交直流隔离，因而造成极线和中性母线存在50Hz交流基波和谐波分量，电压幅值均在200-300kV。根据实测结果计算，此次中性母线50Hz阻波器避雷器能量达到11MJ，远远高于2.3MJ承受能力。
4结语
系统调试是对全站设备投运前带电检验的最后一步，需做到试验项目精简全面，做好防护措施。针对此次调试出现的问题，建议后续工程中在做VBE电源故障试验按照以下步骤：
第一步：断开第一套VBE盘柜电源，查看波形验证系统切换是否正确；第二步：拔掉第二套VBE晶闸管回报光纤，保证VBE能够投入旁通对，不至于造成整流站中性母线阻波器避雷器出现故障。
参考文献
[1]陶瑜，孙中明等编.直流输电控制保护系统分析及应用.中国电力出版社，2015
[2]赵畹君.高压直流输电工程技术.北京：中国电力出版社，2011
[3]Zhang J. W.，Belouadah R，Lebrun L. and Guyomar D.（2014）" Magnetoelectric Phenomena of Insulator Polymers after Corona Poling：Procedure and Experiments"，Sensors and Actuators A：Physical：220：112-117
[4]浙江大学发电教研组直流输电科研组.直流输电.北京：电力工业出版社，1982
[5]林永生，胡良珍，严郎威编著.高压直流输电.上海：上海科学技术出版社，1999
[6]西安交通大学黄俊，王兆安编。电力电子变流技术.北京：机械工业出版社，1999
[7]Zhang J. W.，Lebrun L.，Guiffard B.，Belouadah R.，Guyomar D.，Garbuio L.，Cottinet P.-J. and Qin L.，（2011）Enhanced Electromechanical Performance of Cellular Polypropylene Electrets Charged at High Temperature，Journal of Physics D：Applied Physics，44：415403（Ph.D. work）
关键词：特高压；直流输电；VBE；避雷器
前言
特高压直流输电工程跨区域垮网输送电力，其安全稳定运行关系到两大区域电网的稳定。换流站的控制中枢是控制保护系统，担负着电网稳定运行责任，因此有必要对每个可能出现的故障进行试验分析并解决相关问题，下面就系统调试过程中出现的某个问题进行分析讨论。
1、试验条件
某特高压直流输电工程工程投运前在做VBE电源故障试验系统调试试验项目。设备运行工况是：在系统调试直流极I低端换流器定电流运行，直流系统输送功率180MW，直流电压400kV，直流电流450A。交流滤波器5621、5622在运行状态，直流滤波器HP12/24及HP2/39在投入状态。逆变站进行VBE电源故障试验，采取断开VBE电源造成电源失电故障。第一套VBE 电源故障后，首先系统切换，直流系统保持正常运行；第二套VBE 电源故障后，直流系统闭锁，现场检查发现中性母线上与阻波器并联的4支避雷器中的一支损坏，且另外三个避雷器均动作。
2、故障情况及原因分析
2、1 逆变站侧分析
故障发生后，通过对整流站及逆变站的故障录波进行分析，发现由于两套VBE均发生电源失电故障，逆变站换流器失去触发脉冲，双桥同时发生换相失败，在直流系统中存在明显的50Hz电流、电压分量。从下图2-1-1逆变站录波图可以明确看出在0.5s时刻发生第一套VBE断电故障后，先发生了换相失败，随后控制系统切换后，系统恢复运行正常。
大约1分钟后，进行了模拟第二套VBE断电故障，发生换相失败，A、B两相不在换相，电流随时间持续增大，最大幅值约5000A，整个过程持续约为60ms，直到换流变进线开关断开后电流才消失。逆变站第二套VBE均失去电源后，CCP执行Y闭锁并发出投旁通对信号，此时选择的旁通阀是阀2和阀5，由于双套VBE均失去电源发生故障，无法投入旁通对。因此，在失去电源前正常导通的阀保持导通状态，其他相由于没有触发脉冲将不再进行换相。图2-1-2中所示，逆变站交流系统电压通过还在导通的阀组叠加至直流侧，从极线电压及中性母线电压中均可以发现50Hz谐波分量，幅值均在20kV左右。
2、2整流站侧分析
当逆变站第二套VBE电源失电故障后，整流站侧极线电压及中性母线电压中有50Hz谐波分量，幅值均在200-300kV；直流极线和中性母线中基波电流最大幅值达5000A，如此高的能量全部积攒到整流站侧中性母线基波阻波器避雷器上，因为能量太高，无法释放，导致其中一根避雷器故障。电流电压波形如下图2-2-1.2-2-2所示。
3、分析结果
结合逆变侧和整流侧波形分析结果，可以看出，由于逆变侧VBE故障，导致逆变站旁通对不能投入，不能迅速将交直流隔离，因而造成极线和中性母线存在50Hz交流基波和谐波分量，电压幅值均在200-300kV。根据实测结果计算，此次中性母线50Hz阻波器避雷器能量达到11MJ，远远高于2.3MJ承受能力。
4结语
系统调试是对全站设备投运前带电检验的最后一步，需做到试验项目精简全面，做好防护措施。针对此次调试出现的问题，建议后续工程中在做VBE电源故障试验按照以下步骤：
第一步：断开第一套VBE盘柜电源，查看波形验证系统切换是否正确；第二步：拔掉第二套VBE晶闸管回报光纤，保证VBE能够投入旁通对，不至于造成整流站中性母线阻波器避雷器出现故障。
参考文献
[1]陶瑜，孙中明等编.直流输电控制保护系统分析及应用.中国电力出版社，2015
[2]赵畹君.高压直流输电工程技术.北京：中国电力出版社，2011
[3]Zhang J. W.，Belouadah R，Lebrun L. and Guyomar D.（2014）" Magnetoelectric Phenomena of Insulator Polymers after Corona Poling：Procedure and Experiments"，Sensors and Actuators A：Physical：220：112-117
[4]浙江大学发电教研组直流输电科研组.直流输电.北京：电力工业出版社，1982
[5]林永生，胡良珍，严郎威编著.高压直流输电.上海：上海科学技术出版社，1999
[6]西安交通大学黄俊，王兆安编。电力电子变流技术.北京：机械工业出版社，1999
[7]Zhang J. W.，Lebrun L.，Guiffard B.，Belouadah R.，Guyomar D.，Garbuio L.，Cottinet P.-J. and Qin L.，（2011）Enhanced Electromechanical Performance of Cellular Polypropylene Electrets Charged at High Temperature，Journal of Physics D：Applied Physics，44：415403（Ph.D. work）