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1、RAPPORT TECHNIQUE TECHNICAL REPORT CE1 IEC 91 992 Premire dition First edition 1991-01 Fonctionnement des systmes courant continu haute tension (CCHT) Partie 2: Dfauts et manuvres Performance of high-voltage d.c. (HVDC) systems Part 2: Faults and switching Numro de rfrence Reference number CEMEC 919
2、-2: 1991 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:21:59 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- Numros des publications Numbering Dep
3、uis le ler janvier 1997, les publications de la CE1 sont numrotes partir de 60000. Publications consolides Les versions consolides de certaines publications de la CE1 incorporant les amendements sont disponibles. Par exemple, les numros ddition 1 .O, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publicatio
4、n de base, la publication de base incorporant Iamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Validit de la presente publication Le contenu technique des publications de la CE1 est constam- ment revu par la CE1 afin quil reflte ltat actuel de la technique. Des renseignem
5、ents relatifs la date de reconfirmation de la publication sont disponibles auprs du Bureau Central de la CEI. Les renseignements relatifs ces rvisions, ltablissement des ditions rvises et aux amendements peuvent tre obtenus auprs des Comits nationaux de la CE1 et dans les documents ci-dessous: Bulle
6、tin de la CE1 Annuaire de la CE1 Accs en ligne* Catalogue des publications de la CE1 Publi annuellement et mis jour rgulirement (Accs en ligne) Terminologie, symboles graphiques et littraux En ce qui concerne la terminologie gnrale, le lecteur se reportera la CE1 60050: Vocabulaire Electrotechnique
7、lnternational (V E I). Pour les symboles graphiques, les symboles littraux et les signes dusage gnral approuvs par la CEI, le lecteur consultera la CE1 60027: Symboles littraux a utiliser en lectrotechnique, la CE1 6041 7: Symboles graphiques utilisables sur le matriel. Index, relev et compilation d
8、es feuilles individuelles, et la CE1 6061 7: Symboles graphiques pour schmas. Publications de la CE1 tablies par l e mme comit dtudes Lattention du lecteur est attire sur les listes figurant la fin de cette publication, qui numrent les publications de la CE1 prpares par le comit dtudes qui a tabli l
9、a prsente publication. * Voir adresse c O t o 1 .- - .- E- N 1 O U C O .- E 9 o c al U al U Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:21:59 MSTNo reproduction or networ
10、king permitted without license from IHS -,-,- 919-2 0 IEC -75- .- al 9 L- I 2) le ct neutre de lunit de conversion pour chaque ple jusqu la ligne dlectrode de terre. 7.2 Types de dfauts Les types de dfauts quil convient de considrer pour la protection des quipements ct continu et des sections de jeu
11、 de barres incluent: 1) les dfauts de barre la terre et de barre barre; 2) les dfauts dquipements; 3) les dfaillances des appareils de coupures C.C. effectuer les tches qui leur sont assignes. 7.3 Zones de protection II convient que les spcifications pour les sous-stations CCHT incluent des disposit
12、ions non seulement pour protger lensemble des quipements ct continu, mais aussi pour la coordination des protections. Dans les systmes CCHT, le principe des zones de protection et les techniques dimplantation pour raliser ces zones de protection sont en gnral trs semblables celles utilises pour la p
13、rotection des systmes alternatifs. Nanmoins dans le cas des systmes CCHT, la capacit de suppression des dfauts par les valves du convertisseur (voir article 6), conjointement avec limpdance relativement leve des ractances de lissage C.C. et des transformateurs, aide obtenir la slectivit des protecti
14、ons ct continu. II y a lieu de disposer ces zones de protection dune sous-station CCHT de telle sorte que tout lquipement soit compltement protg par au moins une fonction protectrice lintrieur de la sous-station CCHT. Un systme de communication entre les sous-stations de la liaison CCHT peut tre uti
15、lis pour obtenir un recouvrement optimal aprs dfaut et pour amliorer la slectivit de protection contre les dfauts dans la plupart des cas de dfauts qui peuvent se produire dans un systme de transmission CCHT. Cependant, il ne devrait pas tre ncessaire pour les protections des quipements dont il est
16、question dans cet article. Les figures 10 et 11, pages 88 et 90, donnent des exemples de zones de protection et dappareillages de mesure pour deux configurations de sous-stations CCHT. 7.4 Protection de neutre Dans les systmes CCHT, la protection ct neutre est gnralement divise en zones, qui permett
17、ent une dtection indpendante des dfauts, plus un isolement slectif par ple et une zone de protection commune aux deux ples. Cette dernire ncessite un arrt du biple pour permettre la maintenance corrective. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLice
18、nsee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:21:59 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 91 9-2 0 IEC -79- 7 D.C. reactor, d.c. filter and other d.c. equipment faults 7.1 General This clause discusses faults in the HVDC substatio
19、n for an HVDC transmission system bounded by: 1) the valve side of the d.c. reactor to the d.c. transmission line in each pole; 2) from the neutral side of the convertor unit for each pole to the earth electrode line. 7.2 Fault types Types of faults that should be considered for the protection of th
20、e d.c. side equipments and bus sections include: 1) bus-to-earth and bus-to-bus faults; 2) equipment faults; 3) failure of d.c. switching devices to perform their intended switching functions. 7.3 Protection zones Specifications for HVDC substations should make provision not only for the protection
21、of all d.c. side equipments, but also for the Co-ordination of protections. in HVDC systems the zone protection philosophy and techniques of implementation to achieve zones of protection are in general much the same as with a.c. protection practices. However, in HVDC systems the fault suppression ca
22、pability of the convertor valves (see clause 6), in addition to the relatively high impedance of d.c. reactors and transformers aids in achieving protection selectively on the d.c. side. Protection zones of an HVDC substation should be arranged such that all equipment is fully protected by at least
23、one protective function within the HVDC substation. A communication system between substations of the HVDC transmission can be used to optimize recovery from faults and to improve fault protection selectivity for many faults which can take place on an HVDC transmission system. However it should not
24、be necessary for protection of the equipment under discussion in this clause. Figures 10 and 11, pages 89 and 91, show examples of HVDC protection zones and measuring devices for two configurations of HVDC substations. 7.4 Neutral protection In an HVDC system the neutral side protection is generally
25、 divided into zones that enable independent fault detection plus selective isolation by pole and a protective zone common to both poles. The latter requires a bipole shutdown to provide corrective maintenance. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC
26、Licensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:21:59 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- -80- 91 9-2 O CE1 7.4.1 Dans une configuration bipolaire fonctionnant dans des conditions dquilibre, la zone de protection de neutre du
27、ple, la zone de protection de neutre du biple, et la zone de pro- tection de la ligne dlectrode terre (voir article 9) sont toutes essentiellement au potentiel de la terre. Un dfaut la terre dans nimporte laquelle de ces zones ne gnera donc pas le fonctionnement de la station dans les conditions dqu
28、ilibre bipolaire. Ainsi, tout courant de dfaut C.C. devrait tre quasiment nul. Dtection de dfaut de neutre Les dfauts la terre dans ces zones de neutre seront dtects, ds que les ples du biple seront temporairement dsquilibrs pour une raison quelconque, par exemple lors du dmarrage, de larrt ou dune
29、perturbation sur lun des ples. II y a lieu que les spcifi- cations CCHT ne considrent lemploi dalarmes de zones de neutre que si le fonctionne- ment des deux ples est cens tre raisonnablement quilibr. Cela devrait permettre loprateur de dcider de laction de correction prendre en se basant sur des co
30、nsidra- tions de scurit et sur les besoins de transport dnergie au moment o le dfaut est dtect. II y a lieu que les zones de neutre monopolaires et bipolaires soient dlimites par des transformateurs de courant continu (TCCC). Un dfaut dans les zones correspondantes peut tre dtect par une comparaison
31、 diffrentielle des courants mesurs par ces trans- formateurs (TCCC) la limite des zones, dans ies conditions de fonctionnement en rgime dsquilibr entre les deux ples. 7.4.2 Isolement des dfauts de barre de neutre Les dfauts la terre lintrieur de la zone de neutre ou de la zone du convertisseur ncess
32、itent un arrt permanent du p61e pour corriger les conditions de dfaut. Lappareil de coupure de la barre de neutre est utilis pendant la squence de protection pour isoler le ple en dfaut et pour transfrer nimporte quel courant de ple restant en fonctionnement vers le circuit de retour par la terre. I
33、I convient que les spcifications de transfert de courant pour lappareil de coupure de la barre de neutre considrent les situations les plus contraignantes et tiennent compte du courant maximal du ple sain ainsi que des localisations de dfaut les plus dfavorables. Lappareil de coupure doit tre capabl
34、e de dvelopper une tension plus forte que la chute de tension resistive du retour de terre afin de pouvoir forcer le transfert du courant. Pour les systmes dans lesquels soit le circuit de retour par la terre soit le transfert en service vers un circuit de retour mtallique nest pas permis, une capac
35、it de coupure en charge peut ne pas tre ncessaire pour lappareil de coupure. Dans ce cas, un sectionneur serait adapt. De plus, la non-ouverture de lappareil de coupure associ la barre de neutre de lun des ples provoquera le blocage du biple. 7.4.3 Dfauts de barre de neutre bipolaire Les dfauts de b
36、arre lintrieur dune zone de protection de neutre bipolaire peuvent tre dtects grce des systmes de comparaison diffrentielle, comme il en est question en 7.4.1. Un dfaut de barre de neutre dans cette zone ncessite un arrt du biple pour permettre les interventions de maintenance corrective, arrt qui p
37、eut tre un arrt programm. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:21:59 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 91 9-2 O IEC -81 - 7
38、.4.1 Neutral fault detection In a bipolar configuration operating under balanced conditions, the pole neutral protection zone, the bipole neutral protection zone and the earth electrode line protection zone (see clause 9) are all essentially at earth potential. An earth fault in any of these zones w
39、ould therefore not interfere with station operation under balanced bipolar conditions. Any d.c. fault current then would be practically zero. Faults to earth in these neutral zones would be detectable whenever the poles of the bipole are temporarily unbalanced for any reason such as during startup,
40、shutdown or disturbance on one pole. The HVDC specifications should consider use only of neutral zone alarms if the operation of both poles is expected to be reasonably balanced. This would allow operator decision on corrective actions to be taken based on safety con- siderations and the power trans
41、mission requirements at the time of fault detection. The pole neutral and bipole neutral zones should be bounded by d.c. current transformers (d.c.-c.t.). A fault within the respective zones can be detected by a differential comparison of the currents as measured by the d.c.-c.t.s at the zone bounda
42、ries during an unbalance operating condition between the two poles. 7.4.2 Neutral bus fault isolation Faults to earth within the neutral zone or convertor zone require a permanent stop of the pole for correction of the faulted condition. The neutral bus switching device is utilized during the protec
43、tion sequence to isolate the faulted pole and to transfer any residual pole current to earth return. Current transfer requirements of the neutral bus switching device should consider the most onerous condition up to and including maximum healthy pole current and location of faults. The switch shall
44、be capable of developing a voltage greater than the IR drop of the earth return to force the current transfer. For systems in which either earth return or on-line transfer to metallic return are not permitted, load break capability of the switching device may not be needed. In this case, a disconnec
45、tor would be adequate. In addition, the failure to open the neutral bus switching device of one of the poles will cause a bipole blocking. 7.4.3 Bipolar neutral bus faults Bus faults within the bipolar neutral protection zone are detectable by differential comparison schemes such as discussed in 7.4
46、.1. A neutral bus fault in this zone requires a bipole shutdown to provide corrective maintenance which could be a scheduled shutdown. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06
47、/2007 23:21:59 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 91 9-2 O CE1 -82- 7.5 Protection de linductance de lissage Les inductances de lissage de chaque ple peuvent tre soit isoles lhuile soit de type sec. La protection des inductances isoles lhuile reprend un grand nombre de techni- ques des transformateurs courant alternatif sans oublier que les grandeurs continues sont impliques dans le fonctionnement des appareils de protection. La protection peut tre ralise par: - des soupapes de scurit; - un contrle de la temprature de lhuile; - un contrle du niveau d