范源，李一平

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

1 非電量保護(hù)熱工設(shè)置介紹

1.1 非電量保護(hù)

1)溫度:包括換流變主體及繞組、外冷水冷卻塔出水溫度保護(hù)、極Ⅰ換流閥晶閘管結(jié)溫保護(hù)等16個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及跳閘及閉鎖極)，站用變本體油面油溫保護(hù)、內(nèi)冷水閥出水溫度等9個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及報(bào)警、降低功率或切換系統(tǒng)工作)。

2)壓力:包括內(nèi)冷水閥流量保護(hù) (壓力差)等4個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及跳閘及閉鎖極)，包括換流變分接頭OLTC1壓力繼電器保護(hù)、內(nèi)冷水閥水壓力保護(hù)等4個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及報(bào)警信號(hào))。

3)流量:內(nèi)冷水閥進(jìn)水、出水流量等2個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及跳閘及閉鎖極)，換流變本體冷卻器油流指示報(bào)警、平波電抗器冷卻器油流指示報(bào)警等10個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及報(bào)警信號(hào))。

4)SF6密度:包括換流變閥側(cè)a，b套管SF6密度繼電器保護(hù)等6個(gè)測(cè)點(diǎn) (涉及跳閘及閉鎖極)，交直流斷路器共有72塊SF6密度繼電器 (涉及閉鎖斷路器)。

5)瓦斯繼電器:包括換流變本體瓦斯保護(hù)、網(wǎng)側(cè)A套管和閥側(cè)a，b套管瓦斯保護(hù)等12個(gè)瓦斯繼電器報(bào)警和跳閘信號(hào)。

6)其它熱工非電量保護(hù):包括閥泄漏保護(hù)(突變量)、閥水位開(kāi)關(guān)保護(hù)泄漏保護(hù)等4個(gè)保護(hù)跳閘信號(hào)，換流變本體壓力釋放保護(hù)、換流變油枕油位報(bào)警、換流變油枕泄漏報(bào)警、油流指示報(bào)警、閥泄漏保護(hù) (24 h)等23個(gè)保護(hù)報(bào)警信號(hào)。

1.2 特殊非電量保護(hù)

鵝城換流站換流變繞組溫度監(jiān)測(cè)及風(fēng)冷系統(tǒng)控制、閥水冷控制保護(hù)系統(tǒng)是與普通變電站的非電量保護(hù)系統(tǒng)有著巨大差異的系統(tǒng)，了解其工作原理有利于正確實(shí)施校驗(yàn)和檢修工作。

1)繞組溫度監(jiān)控裝置

不同于一般的繞組溫度計(jì)由壓力式油溫表疊加二次電流加熱補(bǔ)償溫度的工作原理，鵝城換流站換流變繞組溫度是根據(jù)環(huán)境溫度補(bǔ)償原理，以變壓器油溫 (由Pt100鉑電阻溫度計(jì)測(cè)得)為基礎(chǔ)，電流互感器二次側(cè)電流流過(guò)加熱電阻，產(chǎn)生補(bǔ)償溫度。頂部油溫與補(bǔ)償值相加即為繞組熱點(diǎn)溫度。指示值對(duì)電流變化的延遲時(shí)間為9 min，與繞組本身的時(shí)間常量一致。在補(bǔ)償回路串有可調(diào)電阻，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻，可正確指示繞組溫度值。加熱元件和調(diào)節(jié)元件均在傳感器里，同時(shí)它有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，可設(shè)為各自獨(dú)立。

為了調(diào)節(jié)電流，在控制柜中安裝了1個(gè)可調(diào)并聯(lián)電阻器。而對(duì)于頂層油溫的遠(yuǎn)方指示，則不必連接內(nèi)部加熱電阻。

繞組溫度遠(yuǎn)傳送入站控系統(tǒng)后，由站控系統(tǒng)根據(jù)溫度值判斷后控制散熱風(fēng)扇的啟停和超溫報(bào)警，而不是像一般的變電站由繞組溫度計(jì)內(nèi)部接點(diǎn)直接控制，這是鵝城換流站與湖南省其它變電站的變壓器繞組溫度測(cè)量及控制告警的主要區(qū)別。

2)閥水冷控制和保護(hù)系統(tǒng) (CCP)

閥水冷控制和保護(hù)系統(tǒng)是直流換流站特有的系統(tǒng)，是智能化的分布式I/O系統(tǒng)，不設(shè)主機(jī)，所有的控制保護(hù)功能通過(guò)PS830板上的處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)CCP系統(tǒng)是冗余設(shè)計(jì)，從傳感器到控制柜，全部為雙重化布置，如圖1所示。CCP A與CCP B之間的通信和切換通過(guò)其內(nèi)部的CAN總線，即CAN4來(lái)實(shí)現(xiàn)，CAN4在2個(gè)CCP柜間用PS832板連接起來(lái)。CCP系統(tǒng)的切換是完全獨(dú)立的，與PCP系統(tǒng) (極控系統(tǒng))沒(méi)有關(guān)系，故障信息和報(bào)警跳閘指令是通過(guò)PS831板傳至PCP。

圖1 CCP的結(jié)構(gòu)示意圖

CCP的主要功能:監(jiān)視并限制冷卻水水溫;監(jiān)視并限制冷卻水電導(dǎo)率;監(jiān)視膨脹箱水位，檢測(cè)水系統(tǒng)泄漏;監(jiān)視冷卻器風(fēng)扇是否正常;監(jiān)視加熱器是否正常;監(jiān)視所有I/O板的運(yùn)行情況。

CCP保護(hù)配置:水冷系統(tǒng)保護(hù)設(shè)置在2塊保護(hù)板上，可利用電阻箱、毫安信號(hào)發(fā)生器等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模擬溫度 (電阻信號(hào))、壓力 (mA電流信號(hào))等傳感器信號(hào)對(duì)PS868板卡各測(cè)量回路進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及板卡參數(shù)進(jìn)行板卡調(diào)校和更換。

①第1套保護(hù)板主要有以下功能:溫度保護(hù):測(cè)量閥進(jìn)水溫度;流量保護(hù):測(cè)量主回路的流量;泄漏保護(hù):有2個(gè)部分，微分部分可以檢測(cè)較嚴(yán)重的泄漏情況，24 h部分測(cè)量24 h內(nèi)總的泄漏量，可以檢測(cè)到輕微的泄漏情況。

②第2套保護(hù)板主要有以下功能:溫度保護(hù):測(cè)量閥出水溫度;流量保護(hù):通過(guò)測(cè)量閥進(jìn)水處、出水處和膨脹箱之間的壓力差來(lái)檢測(cè)流量是否正常;壓力保護(hù):測(cè)量膨脹箱壓力;水位保護(hù):測(cè)量膨脹箱水位。

2 非電量保護(hù)熱工儀表校驗(yàn)條件

從已有的設(shè)備和資質(zhì)來(lái)看，國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司已具備SF6密度繼電器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的設(shè)備和能力，有溫度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)和實(shí)驗(yàn)室檢定及瓦斯繼電器、壓力釋放閥、速動(dòng)油壓繼電器實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)?zāi)芰Α毫鞲衅骶哂胁糠至砍痰男ｒ?yàn)?zāi)芰?，但要保證覆蓋全部工作面還需擴(kuò)展低壓量程。流量計(jì)沒(méi)有有效的校驗(yàn)設(shè)備，只有國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院的超聲波流量計(jì)可以作為比對(duì)設(shè)備。油位計(jì)、水位計(jì)等液位計(jì)是使用壓力傳感器測(cè)量，壓力量程較低，通過(guò)擴(kuò)充國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司的壓力標(biāo)準(zhǔn)器量程，則可以開(kāi)展校驗(yàn)工作。

鵝城換流站目前沒(méi)有配置用于熱工儀表校驗(yàn)的儀器設(shè)備，人員也沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱工儀表校驗(yàn)方面的考證培訓(xùn)，目前該站的熱工儀表校驗(yàn)工作只能依靠國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司及國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院。

3 非電量保護(hù)熱工裝置的校驗(yàn)策略

3.1 溫度類儀表

采取定期校驗(yàn)與比對(duì)的方法。新購(gòu)置的溫度儀表及定期檢定的溫度儀表可采用實(shí)驗(yàn)室檢定的方法，經(jīng)檢定合格后再在現(xiàn)場(chǎng)安裝。該方式準(zhǔn)確度高，能正確地反映儀表的性能，但耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作響應(yīng)周期長(zhǎng)，不便于短期檢修工作的安排。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試可使用國(guó)網(wǎng)湖南電力公司檢修公司配置的便攜式恒溫槽進(jìn)行測(cè)試，例行檢查則主要采取同一測(cè)量點(diǎn)冗余配置的2個(gè)測(cè)量?jī)x表進(jìn)行比對(duì)的方法。這2種方法由于測(cè)量準(zhǔn)確度難以保證，只能用于判斷元器件的工作狀態(tài)是否正常，不能用于給測(cè)溫儀表定級(jí)和驗(yàn)收。

3.2 壓力類儀表

鵝城換流站的壓力類儀表主要為常見(jiàn)的壓力變送器，可由國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司攜帶壓力標(biāo)準(zhǔn)儀器到鵝城換流站進(jìn)行校驗(yàn)，但需增添一些低量程 (2 MPa以下)的壓力標(biāo)準(zhǔn)儀器 (主要用于液位傳感器校驗(yàn))，同時(shí)應(yīng)將壓力儀表的轉(zhuǎn)接頭配置齊全，以免出現(xiàn)接口不對(duì)應(yīng)無(wú)法校驗(yàn)的情況。

3.3 流量?jī)x表

一般由國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院攜帶經(jīng)檢定的超聲波流量計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行流量?jī)x表比對(duì)測(cè)試。但由于鵝城換流站閥水冷系統(tǒng)管路比較復(fù)雜、密集，只有少數(shù)部位適合超聲波流量計(jì)的安裝，因此需做好比對(duì)選點(diǎn)工作。

對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可將流量計(jì)拆卸下來(lái)送地方計(jì)量檢定部門(mén)檢定復(fù)核，但此種方式對(duì)管路密封破壞較大，國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司也未開(kāi)展過(guò)此類設(shè)備的拆裝，在沒(méi)有掌握正確的回裝技術(shù)前暫不建議使用。

3.4 SF6密度繼電器

只要現(xiàn)場(chǎng)的SF6密度繼電器具有與本體隔離的閥門(mén)、逆止閥等截?cái)嘌b置，就可以依據(jù)檢定規(guī)程要求現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展相關(guān)校驗(yàn)工作，工作的難點(diǎn)在于密度繼電器的拆裝，需注意細(xì)致工作，防止氣體泄露。

3.5 瓦斯繼電器

瓦斯繼電器的校驗(yàn)設(shè)備屬于不可移動(dòng)的大型設(shè)備，目前鵝城換流站的瓦斯繼電器校驗(yàn)只能采取拆卸下來(lái)送國(guó)網(wǎng)湖南電力公司檢修公司校驗(yàn)的方式。此種方式耗時(shí)長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)送路途遙遠(yuǎn)，對(duì)瓦斯繼電器可能造成破壞，可考慮由換流站配置瓦斯繼電器校驗(yàn)臺(tái)就地進(jìn)行校驗(yàn)。

3.6 其它非電量保護(hù)儀表

壓力釋放閥、速動(dòng)油壓繼電器的校驗(yàn)方式同瓦斯繼電器，在鵝城換流站未配置相應(yīng)校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的情況下只能送國(guó)網(wǎng)湖南電力公司檢修公司校驗(yàn)，耗時(shí)較長(zhǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

熱工專業(yè)全面介入直流換流站的檢修工作，面臨很多新的課題需要解決。定期工作制度、工作分工、工作規(guī)范等還需要進(jìn)一步完善，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)還需要更加精細(xì)化。