(中國(guó)南方電網(wǎng)公司超高壓輸電公司昆明局，云南 昆明 650300)

1 前言

換流站閥冷卻系統(tǒng)是換流閥的一個(gè)重要組成部分，它將閥體上各元件的功耗發(fā)熱量排放到閥廳外，保證晶閘管運(yùn)行結(jié)溫在正常范圍[1]。而完成熱量排放的關(guān)鍵設(shè)備是噴淋水池，噴淋水池是否有足夠的外冷水直接關(guān)系到閥冷系統(tǒng)的排熱效果，噴淋水池液位超低時(shí)，還會(huì)作用于閥冷系統(tǒng)跳閘。

自±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)投入以來(lái)，一直存在閥冷噴淋水池工業(yè)補(bǔ)水泵啟停SER上傳不正?，F(xiàn)象，運(yùn)行人員一直無(wú)法正確掌握閥冷工業(yè)補(bǔ)水是否正常，嚴(yán)重威脅閥冷系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 缺陷問(wèn)題描述

2014年5月21日17時(shí)50分，±800kV普洱換流站運(yùn)行人員監(jiān)盤(pán)發(fā)現(xiàn)極I高端閥組閥冷系統(tǒng)在HMI界面中狀態(tài)為告警，SER未報(bào)任何告警信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)閥冷控制屏也無(wú)告警信號(hào)。

檢查發(fā)現(xiàn)極I高端閥冷接口屏內(nèi)DFU410開(kāi)入的“外冷水補(bǔ)水泵啟動(dòng)信號(hào)”端子一直處于置位狀態(tài)，而實(shí)際此時(shí)閥冷工業(yè)補(bǔ)水泵處于停止?fàn)顟B(tài)。

3 缺陷原因分析

3.1 閥冷工業(yè)補(bǔ)水泵控制方式介紹

±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補(bǔ)水泵的啟?？刂坪托盘?hào)上傳是以噴淋水池液位高低作為判據(jù)，噴淋水池安裝有兩個(gè)超聲波液位傳感器(LT21、LT22)，兩個(gè)液位傳感器分別同時(shí)上傳模擬量信號(hào)至閥冷控制屏柜AP8和AP9，LT21液位模擬量信號(hào)經(jīng)AI3A和AI3B模擬量輸入模塊分別送至兩套控制屏柜的CPU400，LT22液位模擬量信號(hào)經(jīng)AI6A和AI6B模擬量輸入模塊分別送至兩套控制屏柜的CPU400，CPU400將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，用于上傳工業(yè)補(bǔ)水泵啟停信號(hào)至SER[2]。

而工業(yè)補(bǔ)水泵的啟?？刂剖怯绍浕刂破罙P10(以下簡(jiǎn)稱AP10)完成，其控制啟停的依據(jù)也是噴淋水池液位，而該液位是由兩個(gè)CPU400輸出的液位數(shù)字量，經(jīng)A03A和A03B模擬量輸出模塊輸出至XJ13A二極管模塊后通過(guò)硬接線端子傳至AP10，AP10根據(jù)液位定值設(shè)定判斷是否啟停工業(yè)補(bǔ)水泵，工業(yè)補(bǔ)水泵啟停定值見(jiàn)表1[3]，工業(yè)補(bǔ)水泵啟停控制和信號(hào)上傳關(guān)系如圖1所示。

表1 閥冷工業(yè)補(bǔ)水泵啟停定值表

圖1 工業(yè)補(bǔ)水泵啟?？刂坪托盘?hào)上傳關(guān)系圖

3.2 原因分析

由圖1可以看出，工業(yè)補(bǔ)水泵啟停信號(hào)的上傳是由AP8屏柜的CPU400A和AP9拼柜的CPU400B共同完成，而工業(yè)補(bǔ)水泵的實(shí)際啟停控制是由AP10屏柜的CPU200通過(guò)勵(lì)磁KAW1常開(kāi)型繼電器閉合觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)[2]，由表1可知，三套CPU設(shè)置定值完全一致，理想狀態(tài)下可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)補(bǔ)水泵的啟?？刂坪驼_的SER信號(hào)上傳。

然而，在實(shí)際中測(cè)量數(shù)據(jù)存在偏差，原因是CPU200接收的模擬量信號(hào)是由CPU400經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換，而后經(jīng)AO3A、AO3B以及XJ13A二極管模塊處理通過(guò)硬接線送達(dá)，CPU200接到送來(lái)的液位模擬量信號(hào)是經(jīng)過(guò)多重處理的模擬量，因而存在細(xì)小的測(cè)量偏差。

3.2.1 CPU200測(cè)量值大于CPU400測(cè)量值

當(dāng)AP10屏柜的CPU200測(cè)量液位值大于CPU400時(shí)，液位降低時(shí)，CPU400先到達(dá)65%定值動(dòng)作，上傳“工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)”信號(hào)至SER，而此時(shí)CPU200判斷并未到達(dá)65%的補(bǔ)水定值，故而不發(fā)“工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)”控制命令，此時(shí)工業(yè)泵不會(huì)啟動(dòng)，SER接到錯(cuò)誤的啟泵信號(hào)。

隨著噴淋水池不斷蒸發(fā)，實(shí)際液位緩慢降低，當(dāng)CPU200檢測(cè)到液位低于65%時(shí)，勵(lì)磁KAW1發(fā)出“啟泵”命令，進(jìn)而啟動(dòng)補(bǔ)水泵使噴淋水池液位緩慢上升，當(dāng)液位上升至停泵液位78%時(shí)，CPU200首先到達(dá)定值動(dòng)作，停止工業(yè)補(bǔ)水泵運(yùn)行，而此時(shí)CPU400尚未到達(dá)78%的動(dòng)作定值，因而不發(fā)“工業(yè)補(bǔ)水泵停止”信號(hào)至SER，運(yùn)行人員從SER認(rèn)為工業(yè)補(bǔ)水泵一直處于運(yùn)行狀態(tài)，該情況動(dòng)作狀態(tài)如圖2所示。

圖2 液位變化控制動(dòng)作圖

3.2.2 CPU200測(cè)量值小于CPU400測(cè)量值

當(dāng)AP10屏柜的CPU200測(cè)量液位值小于CPU400時(shí)，液位降低時(shí)，CPU200先到達(dá)65%定值動(dòng)作，發(fā)出“工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)”控制命令，而此時(shí)CPU400判斷并未到達(dá)65%的信號(hào)上傳定值，故而不上傳“工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)”信號(hào)至SER，此時(shí)工業(yè)補(bǔ)水泵處于啟動(dòng)狀態(tài)，SER無(wú)法接收工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)信號(hào)。

工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)后，噴淋水池液位緩慢上升，CPU400會(huì)先行到達(dá)78%停泵定值而發(fā)出“工業(yè)補(bǔ)水泵”停止信號(hào)，而此時(shí)工業(yè)補(bǔ)水泵仍在運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)噴淋水池液位上升至CPU200判斷為78%時(shí)，發(fā)出“工業(yè)補(bǔ)水泵停止”命令，停止工業(yè)補(bǔ)水泵的運(yùn)行，該情況動(dòng)作狀態(tài)如圖3所示。

圖3 液位變化控制動(dòng)作圖

4 解決方法

通過(guò)以上分析，我們得出這樣的結(jié)論，導(dǎo)致工業(yè)補(bǔ)水泵信號(hào)不正常的根本原因是兩套CPU接收的液位數(shù)據(jù)存在誤差，而目前尚無(wú)好的方法消除這個(gè)誤差，再者，同一動(dòng)作命令和信號(hào)由兩套不同的系統(tǒng)發(fā)出本身也存在不合理的因素，所以我們提出工業(yè)補(bǔ)水泵啟停信號(hào)和命令統(tǒng)一由AP10屏柜的CPU200發(fā)出，具體改動(dòng)試驗(yàn)方法如下：

4.1 改進(jìn)方法

軟化水控制屏CPU200是通過(guò)對(duì)屏內(nèi)KAW1進(jìn)行勵(lì)(失)磁，而發(fā)出的工業(yè)補(bǔ)水泵啟停命令，如果再增加一個(gè)與KAW1并聯(lián)的繼電器KAW11實(shí)現(xiàn)同時(shí)勵(lì)(失)磁，由KAW11負(fù)責(zé)SER信號(hào)的上傳，從而達(dá)到SER信號(hào)與實(shí)際運(yùn)行工況相同的目的。

4.1.1 增加并聯(lián)繼電器KAW11，如圖4所示。

圖4 新增并聯(lián)繼電器前后對(duì)照?qǐng)D

4.1.2 修改SER信號(hào)上傳接線

4.1.2.1 AP8屏柜接線修改

取消原AP8屏柜CPU400通過(guò)勵(lì)磁KC37A繼電器上傳工業(yè)補(bǔ)水泵啟停SER的現(xiàn)狀，改由KAW11繼電器的11、14常開(kāi)觸點(diǎn)控制，如圖5所示。

4.1.2.2 AP9屏柜接線修改

取消原AP9屏柜CPU400通過(guò)勵(lì)磁KC37B繼電器上傳工業(yè)補(bǔ)水泵啟停SER的現(xiàn)狀，改由KAW11繼電器的21、24常開(kāi)觸點(diǎn)控制，如圖6所示。

4.2 修改效果

經(jīng)過(guò)上述修改，最終實(shí)現(xiàn)閥冷工業(yè)補(bǔ)水泵啟停信號(hào)上傳和控制命令同時(shí)由AP10屏柜CPU200完成，如圖7所示。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果

采用電位計(jì)模擬噴淋水池液位低的方法進(jìn)行驗(yàn)證，當(dāng)液位低于65%時(shí)，CPU200發(fā)出“工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)”信號(hào)，此時(shí)KAW1與KAW11同時(shí)勵(lì)磁，工業(yè)補(bǔ)水泵啟動(dòng)同時(shí)SER收到啟泵信號(hào)；模擬液位高于78%時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行反沖洗程序，時(shí)間大約7分鐘后，工業(yè)補(bǔ)水泵停止運(yùn)行同時(shí)SER收到停泵信號(hào)，SER信號(hào)如圖8所示。

圖5 AP8屏柜接線修改前后對(duì)照?qǐng)D

圖6 AP9屏柜接線修改前后對(duì)照?qǐng)D

圖7 修改后工業(yè)補(bǔ)水泵啟?？刂坪托盘?hào)上傳關(guān)系圖

圖8 試驗(yàn)過(guò)程SER信號(hào)

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補(bǔ)水泵啟停信號(hào)上傳不正確的原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，找出了導(dǎo)致信號(hào)誤報(bào)的關(guān)鍵點(diǎn)，提出了整改方法，并闡述了實(shí)際試驗(yàn)的效果，事實(shí)證明該改進(jìn)方法確實(shí)可行。本文的分析和結(jié)論對(duì)未來(lái)?yè)Q流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補(bǔ)水泵控制和信號(hào)上傳設(shè)計(jì)方式上提供了有力的參考，也為目前存在該設(shè)計(jì)問(wèn)題的換流站如何整改提供了借鑒。

[1] 趙畹君.直流輸電[M].浙江大學(xué)發(fā)電教研組直流輸電教研組，1982.

[2] 常開(kāi)忠,禹晉云,顏波,等.±800kV 云廣特高壓直流輸電工程普洱換流站運(yùn)行規(guī)程[Z].昆明，中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司安寧局，2013.

[3] 王靖，盧志敏，冷明全.糯扎渡至廣東±800kV直流輸電工程普洱換流站換流閥冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[Z]，廣州高瀾節(jié)能技術(shù)股份有限公司，2012(7).