24.2.6.1 直流开关故障特性
直流高速开关的作用是将直流电流快速地从一个电流通路转换到另一个通路，以实现直流系统运行方式的转换，或隔离故障点、保护设备的安全、保证系统健全部分继续运行。在特高压直流系统中，高速直流开关包括高速中性母线开关（HSNBS）、高速接地开关（HSGS）、金属回线转换开关（MRTB）、大地回线转换开关（MRS）和旁路开关（BPS），其中旁路开关（BPS）是特高压直流系统所特有。
1）直流开关的作用
HSNBS安装于极直流中性母线靠近接地极线路一侧，用于将停运极的中性直流母线与运行极相隔离，以保证正常运行极能够继续稳定运行。
MRS位于极1和极2的公共中性线上，用于将电流从单极金属线回路切换至单极大地回路。在切换过程中，首先将MRTB合闸，此时将有两个电流通路，阻值较高的金属线回路和阻值较低的大地回路，当达到稳态条件时，流过两者的电流与阻值成反比关系，然后通过MRS分闸，将电流全部转移到大地回路之中。
MRTB位于极1和极2的公共接地极母线上，用来将电流从单极大地回路切换至单极金属线回路。在切换过程中，首先将MRS合闸，形成两个电流通路，阻值较高的金属线回路和阻值较低的大地回路，然后通过MRTB分闸，将电流全部转移到金属线回路中。
HSGS安装于极1、极2的公共接地极母线和站内接地网之间。单极金属回线运行方式下，HSGS处于常闭状态，主要作用是为直流系统提供电位参考点。双极双端运行方式和单极大地运行方式下，HSGS均处于常开状态。
BPS是特高压直流输电系统特有的设备，跨接于换流器，在换流器退出运行时，通过合上BPS将换流器短路，在换流器投入运行过程中将电流转移到换流阀中。
2）直流开关失灵和不正常分断
直流开关失灵，是指保护或控制系统动作跳开高速开关后，不能在安全时间内灭弧的故障。电弧不能正常熄灭，造成灭弧室能量逐渐积聚，经过一定时间后，其将超过灭弧室的承受能力，严重时可能导致高速开关的爆炸。因此，故障一旦发生后应立即重合灭弧断路器，以保护高速开关的安全。
直流开关的不正常分断是指高速开关设计条件之外的分断情况。例如，单极大地方式向单极金属回线方式转换期间，应先闭合MRS，待部分大地回路电流成功转移到金属回线达到一个相对稳定状态之后，再断开MRTB，将剩余的电流全部转移到金属回路中。这一剩余电流为MRTB实际需要开断的电流，MRTB一般也正是按照这一电流来设计的。但若由于某种原因，造成控制系统发出闭合MRS命令后，MRS未能正确闭合，或者MRS虽然闭合但是金属回路中没有电流流过，此时若打开MRTB，直流系统中的所有能量将无法转移到其他通路，只能继续沿大地回路泄放，极有可能造成MRTB的损坏，进而引起其他换流设备的过电压。单极金属回线方式向单极大地回线方式转换时，MRS面临着同样的问题。
24.2.6.2 直流开关保护原理及配置
1）旁路开关保护
（1）主要功能和原理
检测旁路开关的失灵故障，包括分闸失灵和合闸失灵。
当旁路开关跳开后，如果断路器失灵，无法可靠断开旁路开关，为了避免损坏设备，旁路开关保护（分闸失灵段）动作，应重合开关；收到阀组紧急停运和极紧急停运的信号后，应合上旁路开关，如果断路器失灵，造成无法可靠合上旁路开关，直流电流无法从换流器转移到旁路开关上，旁路开关保护（合闸失灵段）动作后应闭锁本极。
（2）保护判据
Ⅰ段（分失灵）：旁路开关在分位同时满足
Ⅱ段（合失灵）：收到阀组紧急停运和极紧急停运的信号后
Ⅱ段（合失灵）：收到阀组紧急停运和极紧急停运的信号后
（3）故障处理策略
Ⅰ段重合本开关；Ⅱ段出口闭锁本极。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
2）中性母线开关保护
（1）主要功能和原理
保护中性母线开关的失灵故障。当中性母线开关跳开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，高速中性母线开关保护动作，应重合开关。
（2）保护判据
分中性母线开关后
（3）故障处理策略
Ⅰ段重合本开关；Ⅱ段出口闭锁本极。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
2）中性母线开关保护
（1）主要功能和原理
保护中性母线开关的失灵故障。当中性母线开关跳开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，高速中性母线开关保护动作，应重合开关。
（2）保护判据
分中性母线开关后
（3）故障处理策略
重合中性母线开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
3）高速接地开关保护
（1）主要功能和原理
保护高速接地开关的失灵故障。当高速接地开关跳开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，高速接地开关保护动作，应重合开关。
（2）保护判据
分高速接地开关后
（3）故障处理策略
重合中性母线开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
3）高速接地开关保护
（1）主要功能和原理(www.xing528.com)
保护高速接地开关的失灵故障。当高速接地开关跳开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，高速接地开关保护动作，应重合开关。
（2）保护判据
分高速接地开关后
（3）故障处理策略
重合高速接地开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
4）金属回线转换开关保护
（1）主要功能和原理
保护金属回线转换开关的失灵故障。当金属回线转换开关断开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，保护动作后应重合开关。
顺控操作中，合上大地回线转换开关后，如果IdL_OP＜Δ，应禁止打开金属回线转换开关，该功能宜在直流站控中实现。
（2）保护判据
金属回线转换开关断开后
（3）故障处理策略
重合高速接地开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
4）金属回线转换开关保护
（1）主要功能和原理
保护金属回线转换开关的失灵故障。当金属回线转换开关断开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，保护动作后应重合开关。
顺控操作中，合上大地回线转换开关后，如果IdL_OP＜Δ，应禁止打开金属回线转换开关，该功能宜在直流站控中实现。
（2）保护判据
金属回线转换开关断开后
（3）故障处理策略
重合金属回线转换开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
5）大地回线转换开关保护
（1）主要功能和原理
保护大地回线转换开关失灵故障。当大地回线转换开关断开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，保护动作后应重合开关。
顺控操作中，合上金属回线转换开关后，如果IdMRTB＜Δ，应禁止打开大地回线转换开关，该功能宜在直流站控中实现。
（2）保护判据
分大地回线转换开关后
（3）故障处理策略
重合金属回线转换开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
5）大地回线转换开关保护
（1）主要功能和原理
保护大地回线转换开关失灵故障。当大地回线转换开关断开后，如果断路器失灵，无法可靠断开直流开关，为了避免损坏设备，保护动作后应重合开关。
顺控操作中，合上金属回线转换开关后，如果IdMRTB＜Δ，应禁止打开大地回线转换开关，该功能宜在直流站控中实现。
（2）保护判据
分大地回线转换开关后
（3）故障处理策略
重合大地回线转换开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
（3）故障处理策略
重合大地回线转换开关。
（4）整定建议
定值应可靠躲过测量误差，时间定值与旁路开关（BPS）操作时间配合，操作时间由开关生产厂家提供。
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