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        寶雞—德陽±500 kV直流輸電工程極1運行極2調(diào)試的安全技術措施

        2011-06-06 06:34:04王茂忠李林種芝藝黃杰
        電力建設 2011年10期
        關鍵詞:中性線雙極板卡

        王茂忠,李林,種芝藝,黃杰

        (1.國家電網(wǎng)公司直流建設分公司,北京市,100052;2.南京南瑞繼保電氣有限公司,南京市,211102)

        0 引言

        寶雞—德陽±500 kV直流輸電工程(簡稱寶德工程)是國家規(guī)劃的大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)(西北與華中直流聯(lián)網(wǎng))重點項目之一,是國家電網(wǎng)公司支援四川汶川地震災后重建的重點工程。寶德工程單極額定輸送功率1500 MW,雙極額定輸送功率3000 MW;額定直流電壓±500 kV,額定直流電流3 kA。寶德工程是我國第一個自主設計、自主成套、設備完全國產(chǎn)化的常規(guī)±500 kV、3000 MW直流輸電工程。2009年12月28日寶德工程極1正式投運,2010年3月28日極2正式投運。寶德工程的投運緩解了四川供電壓力,同時也為四川災后重建提供了電力保障,獲得了較好的經(jīng)濟和社會效益。

        寶德工程系統(tǒng)調(diào)試[1]參考了三峽電力直流送出工程、靈寶背靠背直流工程等的系統(tǒng)調(diào)試經(jīng)驗[2-10]和研究成果[11],對調(diào)試過程中遇到的技術問題實施了改進措施,為工程的順利投運提供了保障,也為進一步推進我國直流輸電工程建設和系統(tǒng)調(diào)試工作積累了基礎技術資料和經(jīng)驗。由于寶德工程按極1、極2分期投產(chǎn),在保證極1系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提下,必須保證極2及雙極系統(tǒng)調(diào)試工作安全順利開展。為了按時完成調(diào)試任務,按期實現(xiàn)帶電目標,針對極1已投入運行、極2調(diào)試的實際情況,必須采取切實可行的措施保證極1正常運行,否則,在極2調(diào)試期間,有可能造成極1運行極閉鎖,最大損失單極滿負荷150萬kW·h的電量,造成四川大面積停電。

        本文重點對極1、極2系統(tǒng)之間的相互影響進行全面的分析,從軟件、硬件角度提出了相應的安全技術隔離措施。

        1 2極間相互影響因素的分析

        1.1 2極共用全站無功

        換流器運行時需消耗無功,無功控制根據(jù)與系統(tǒng)交換無功來投切交流濾波器或電容器,2個極的主機都可以對交流濾波器或電容器進行控制,由控制極最終出口,如圖1所示。因此,在1極系統(tǒng)運行另1極系統(tǒng)調(diào)試時,應封掉調(diào)試極對無功控制的出口。否則,若調(diào)試極(極2)進行了投切濾波器,則會影響到運行極(極1)功率傳送的穩(wěn)定性。如果多投了濾波器,交流系統(tǒng)的電壓會升高;如果切除了濾波器,極1運行極就會發(fā)出降功率命令。雙極濾波器投切邏輯如圖1所示。

        圖1 雙極濾波器投切邏輯框圖Fig.1 Logic diagram of switching of bipolar filter system

        1.2 2極共用中性線區(qū)域

        2個極的主機都可以對雙極區(qū)的斷路器、隔離開關進行控制,由控制極最終出口。因此,在1極運行另1極調(diào)試時,應封掉調(diào)試極對雙極區(qū)斷路器、隔離開關的出口。否則,當調(diào)試極打開或合上雙極區(qū)的斷路器、隔離開關時,會影響到運行極(極1)的運行;如果調(diào)試時合上了接地刀閘,會導致運行極(極1)的接地保護動作;如果調(diào)試時打開了直流開關,會導致運行極(極1)的直流過壓保護動作。雙極區(qū)開關邏輯如圖2所示。

        1.3 運行極保護采集調(diào)試極的直流電壓、電流

        運行極(極1)的直流線路行波保護采集調(diào)試極(極2)的直流線路電壓、電流來計算行波波阻抗,作為保護動作的輸入。因此,1極運行另1極調(diào)試時,應斷開運行極(極1)采集調(diào)試極(極2)的直流線路電壓的通道。如果不采取措施,調(diào)試極的直流線路電壓的突變,則會導致運行極(極1)的線路保護動作,從而導致運行極(極1)停運。

        圖2 雙極區(qū)開關邏輯框圖Fig.2 Logic diagram of bipolar switch

        1.4 運行極保護采集調(diào)試極的中性線電流

        雙極區(qū)差動保護的保護區(qū)域如圖3中陰影區(qū)域所示。

        雙極區(qū)差動保護的差流計算公式如下:

        式中:Idiff表示差流;IDNE表示中性線電流;IDNEOP表示極2中性線電流;IDEL1表示極1接地極引線電流;IDEL2表示極2接地極引線電流;IDGND表示站內(nèi)接地電流;IDME表示金屬回線電流;IANE表示中性線避雷器電流。

        若調(diào)試極(極2)進行電流互感器注流試驗,則運行極(極1)的雙極區(qū)差動保護可能動作。因此,1極運行另1極調(diào)試時,應斷開運行極(極1)采集調(diào)試極(極2)的直流線路電壓的通道,如果不采取措施,調(diào)試極(極2)的中性線電流的突變,會導致運行極(極1)的雙極區(qū)差動保護動作,從而導致運行極(極1)停運。

        圖3 直流場測點分布Fig.3 Measurement point distribution in DC field

        2 1極運行另1極調(diào)試的安全措施

        2極間存在緊密聯(lián)系,1極運行時,另1極的調(diào)試可能影響運行極(極1),因此需要做好全面的隔離措施。

        2.1 硬件上的隔離

        硬件上隔離主要是切斷控制回路,從而保證調(diào)試極命令不被執(zhí)行,具體如下:

        (1)撥開極2雙極區(qū)接口柜所有開出端子刀片,從而斷開了極2對雙極區(qū)斷路器、隔離開關操作回路。

        (2)關掉極2極控柜的極間通信光電轉(zhuǎn)換的電源,從而斷開了極2極控主機與極1極控主機之間聯(lián)系的路徑。

        (3)拔掉極2極保護柜與雙極區(qū)接口柜控制局域網(wǎng)總線通信的發(fā)光纖,從而斷開了極2保護操作雙極區(qū)直流場斷路器、隔離開關的路徑。

        (4)拔掉極2極控柜與通信接口柜控制局域網(wǎng)總線通信的發(fā)光纖,從而斷開了極2控制操作交流濾波器的路徑。

        (5)拔掉極2極控柜與交流場測控柜控制局域網(wǎng)總線通信的發(fā)光纖,從而斷開了極2控制鎖定交流場開關及操作極2換流變進線接地刀的路徑。

        (6)退極2極控柜的跳閘出口壓板,從而斷開了極2控制跳交流場開關的路徑。

        (7)退極2極保護柜的跳閘出口壓板,從而斷開了極2保護跳交流場開關的路徑。

        (8)將極1雙極區(qū)接口柜采集極2中性線電流的通道刀片撥開,從而避免了極2中性線電流對極1的影響。

        2.2 軟件上的隔離

        軟件上隔離主要是通過軟件臨時置數(shù),消除調(diào)試極對運行的影響,具體如下:

        (1)在極2極保護主機PCIB板卡程序直流場開關重合邏輯WNQRCL.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號WNQRCL_9置為0,在軟件上封掉極保護對雙極區(qū)開關的操作。極2極保護主機PCIB板卡為高性能數(shù)字信號處理(digital signal processing,DSP)板。

        (2)在極2極保護主機PCIA板卡程序保護輸出給控制信號MC_OUT.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號MC_OUT_4置為0,在軟件上封掉極2極保護(PPR)的跳閘出口。

        (3)在極2極保護主機PCIA板卡程序允許輸出邏輯PERMSEND.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號PERMSEND_30置為0,在軟件上封掉極2極保護(PPR)的跳閘出口。

        (4)在極1、極2極保護主機PCIC板卡DSP3程序TDM輸入TDM_IN.hgf頁面和PCIC板卡DSP4程序TDM 輸入TDM_IN.hgf頁面,將相應的極2調(diào)試期間切換開關變量置為0,從而確保在調(diào)試期間在軟件上不取極2采集的直流線路電壓、直流線路電流。

        (5)在極2極控主機PCIA板卡程序極控輸出給交流站控信號ACPOUT1.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號ACPOUT1_43置為0,從而在軟件上斷掉了極2極控對極2換流變進線接地刀的操作。

        (6)在極2極控主機程序切換邏輯(SOL300)應用控制極選擇邏輯ACTVBIP.hgf頁面進行修改,從而保證極2不會升級為控制極。

        (7)在極2極控主機PCIA板卡程序跳交流開關選擇TRIPSW.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號TASKSW_11變量置為0,在軟件上封掉跳閘出口。

        當Y≤τ時,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新速度對創(chuàng)新效益的彈性系數(shù)為θ1;當Y>τ時,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新速度對創(chuàng)新效益的彈性系數(shù)為θ2。如果存在多個門檻,那么應當引入更多的τ,不過實際實證研究中往往以雙門檻或三門檻居多,具體要進行門檻數(shù)量檢驗。

        (8)在極2極控主機PCIA板卡程序閉鎖順序邏輯接口BSQ_IN.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號BSQ_IN_101變量、BSQ_IN_108變量、BSQ_IN_144變量置為0,在軟件上封掉跳閘信號。

        (9)在極2極控主機PCIC板卡程序站CAN輸出STNOUT.hgf頁面上,將數(shù)據(jù)接收模塊使能信號STNOUT_4變量、STNOUT_5變量、STNOUT_6變量置為0,從而在軟件上斷掉了極2對交流場濾波器操作的可能。

        3 結(jié)論

        本文主要從寶德直流工程雙極之間的關聯(lián)因素著手進行了認真分析和研究,認為全站無功控制、雙極共用中性線區(qū)域、極1保護信號的采集3個方面對極1的運行均有影響,需要從硬件和軟件上進行安全技術隔離。

        通過采取安全技術隔離措施,在調(diào)試過程中未發(fā)生任何因極2及雙極系統(tǒng)調(diào)試造成極1閉鎖的現(xiàn)象,既保障了極2及雙極系統(tǒng)調(diào)試的安全順利進行,也按期完成了調(diào)試任務,保障了極1的安全穩(wěn)定運行,驗證了所采用的安全技術隔離措施考慮充分、效果良好,能夠為今后極1、極2雙極分步調(diào)試的直流工程提供有益的參考和借鑒。

        [1]楊萬開,曾南超,王明新,等.寶德直流輸電工程極II和雙極系統(tǒng)調(diào)試[J].電力建設,2010,31(12):51-55.

        [2]楊萬開,印永華,曾南超,等.三峽輸變電工程調(diào)試成果總結(jié)[J].電網(wǎng)技術,2008,32(15):5-10 .

        [3]楊萬開,印永華,曾南超,等.三峽—上海直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試總結(jié)[J].電網(wǎng)技術,2007,31(19):9-12 .

        [4]楊萬開,印永華,曾南超,等.三廣直流工程系統(tǒng)調(diào)試概述[J].中國電力,2005,38(11):14-15.

        [5]楊萬開,曾南超,王明新,等.三峽至廣東直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試關鍵技術[J].中國電力,2008,41(1):40-43.

        [6]楊萬開,曾南超,王明新,等.三滬直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試關鍵技術[J].電力建設,2007,28(12):34-38.

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        [8]楊萬開,王明新,曾南超,等.靈寶背靠背直流工程系統(tǒng)調(diào)試中的關鍵技術分析[J].電網(wǎng)技術,2007,31(10):32-37 .

        [9]楊萬開,印永華,王明新,等.靈寶背靠背直流工程換流站和系統(tǒng)調(diào)試總結(jié)[J].電網(wǎng)技術,2006,30(19):36-41.

        [10]Q/GDW 140—2006高壓直流輸電工程系統(tǒng)試驗規(guī)程[S].北京:中國電力出版社,2006.

        [11]楊萬開,印永華,曾南超,等.特高壓直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試研究[J].中國電機工程學報,2009,29(22):83-87.

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