直流换流站除了常规的交流场外,一个典型的双极直流系统的换流站还包括换流变压器、换流阀、交直流滤波器、直流场设备、阀冷却系统,以及直流控制保护系统。 换流阀是直流输电的核心设备,通过控制换流阀的导通与关断实现交直流变换;阀冷却系统通过热交换带走换流过程产生的热量,防止阀组件过热损坏;交直流滤波器过滤换流过程中产生的特征谐波,并提供足够的无功功率,直流场设备用以改变直流运行方式,满足换流站不同工况的需要;换流变压器为换流阀提供整流或逆变电源,实现交直流隔离。 直流控制系统通过控制换流阀触发脉冲、交流滤波器投切、换流变压器分接开关挡位,实现换流站的自动功率控制和运行方式调整;直流保护系统检测换流阀、换流变压器以及其他直流设备故障,防止设备损坏。直流控制保护系统采用分布式控制系统,设备数量多、结构复杂、软件庞大,其可靠性已成为影响直流换流站安全稳定运行的主要因素之一。 上述设备均为换流站实现交直流变换的关键设备,任何一个环节出现故障都可能引起换流站单双极闭锁。本手册以主要保护为主线,以保护跳闸为切入点,从换流阀、换流变压器、直流场及直流控制保护系统、阀水冷系统四个方面,阐述了直流输电关键设备故障引起换流站单双极闭锁的因素与防范措施。由于双极闭锁对电网安全运行影响较大,本手册第五章特别强调了对双极闭锁因素的辨识与防范措施。