國(guó)網(wǎng)湖北省電力檢修公司 陳 娟
龍泉站換流變分接頭檔位出現(xiàn)滑檔故障分析及其預(yù)防措施
國(guó)網(wǎng)湖北省電力檢修公司 陳 娟
換流變壓器分接頭調(diào)節(jié)功能正確與否直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行,本文通過對(duì)龍泉站一起換流變分接頭滑檔故障進(jìn)行處理及原因分析,從而為其他站類似的故障情況提供參考。
換流變;檔位調(diào)節(jié);分接頭;滑檔
2016年6月29日,龍泉站極II PCPA/B系統(tǒng)主機(jī)發(fā)出“換流變分接頭不同步”告警。運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)巡視發(fā)現(xiàn)極II Y/Y C相分接頭檔位與其他相不一致,極II Y/Y C相分接頭檔位在26檔,其他相檔位在24檔。運(yùn)行人員試分合檔位控制箱內(nèi)電機(jī)電源小開關(guān)一次,分接頭未自動(dòng)同步。后經(jīng)運(yùn)行人員手動(dòng)將極II Y/Y C相分接頭檔位調(diào)節(jié)至24檔后,告警復(fù)歸。故障出現(xiàn)時(shí)雙極3000MW滿負(fù)荷運(yùn)行,之后極II 6臺(tái)換流變分接頭再次自動(dòng)調(diào)節(jié)檔位時(shí),未再出現(xiàn)不同步現(xiàn)象。
換流變分接頭控制是直流控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要功能模塊,其作用是通過對(duì)換流變分接頭的調(diào)節(jié)與控制使得閥側(cè)空載直流電壓(Udi0)保持在其參考值附近,防止換流變閥側(cè)電壓過高而造成換流閥損壞,此外,分接頭控制還用于確保閥側(cè)空載直流電壓(Udi0)低于其最大限值以及保持同極換流變不同相分接頭之間的同步。
換流變分接頭正常調(diào)節(jié)時(shí),控制系統(tǒng)發(fā)出升(降)分接頭指令,由TCC內(nèi)自動(dòng)同步功能實(shí)現(xiàn)6臺(tái)換流變同時(shí)動(dòng)作,分接頭動(dòng)作期間如在3.5s內(nèi)未完成三相分接頭同步則發(fā)出不一致告警,同時(shí)向未到位的分接頭發(fā)出同步命令。
換流變分接頭升(降)檔位的條件有四個(gè):1)同極的6臺(tái)換流變中,任意一臺(tái)的檔位信號(hào)與其它5臺(tái)的檔位信號(hào)不一致;2)換流變分接頭控制處于自動(dòng)位置;3)ALLOWRESYNC信號(hào)在軟件中常置1;4)換流變的分接頭檔位與6臺(tái)換流變檔位平均值TCP不一致。
在正常工況下,換流變分接頭控制處于自動(dòng)調(diào)整模式,從圖1中可以看到,每臺(tái)換流變的檔位信號(hào)值與6臺(tái)換流變檔位平均值TCP做比較,出現(xiàn)檔位不一致的分接頭則根據(jù)當(dāng)前顯示檔位值進(jìn)行升(降)檔位。
圖1 換流變分接頭升(降)檔位控制軟件圖
若換流變檔位不同步信號(hào)超過10ms,則發(fā)出分接頭檔位不同步報(bào)警并閉鎖升(降)檔指令,防止檔位繼續(xù)變化造成保護(hù)動(dòng)作。
換流變分接頭控制柜內(nèi)調(diào)節(jié)連桿帶動(dòng)機(jī)構(gòu)箱中的電阻盤轉(zhuǎn)動(dòng),在不同的檔位上,電阻盤輸出不同的電阻,電阻值輸送到雙重化的測(cè)量變送器中轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號(hào),通過PS868采樣板模數(shù)轉(zhuǎn)換后,變壓器檔位信號(hào)又通過CAN總線送入極控主機(jī),極控主機(jī)中的TCC程序根據(jù)運(yùn)行電壓、角度、當(dāng)前變壓器檔位等信息作出升(降)分接頭的判斷。在整個(gè)分接頭動(dòng)作過程涉及到分接頭檔位上送信號(hào)回路、邏輯回路、動(dòng)作回路三個(gè)部分,任何一部分異常將導(dǎo)致分接頭發(fā)生動(dòng)作不一致結(jié)果。
下面分析極II Y/Y C相換流變分接頭檔位測(cè)量回路和控制回路故障的可能性:
1)當(dāng)極II Y/Y C相分接頭電阻盤接觸電阻異?;蛘邫n位變送器故障等原因,均會(huì)使傳輸?shù)綐O控A/B系統(tǒng)的分接頭采集量同時(shí)出錯(cuò),造成雙系統(tǒng)主機(jī)發(fā)出分接頭不同步告警,此時(shí)OWS后臺(tái)顯示的分接頭檔位應(yīng)與換流變分接頭實(shí)際檔位不一致。而運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)巡視發(fā)現(xiàn),告警發(fā)出時(shí)OWS后臺(tái)顯示極II Y/Y C相分接頭檔位與現(xiàn)場(chǎng)一致均為26檔,其余換流變分接頭為24檔,可以排除測(cè)量回路(PS868板卡、檔位變送器等)故障的可能性。
2)當(dāng)極控系統(tǒng)下發(fā)分接頭升(降)檔指令后,由換流變ETCS控制柜內(nèi)值班系統(tǒng)層PS853板最后出口,將指令發(fā)送至換流變檔位控制箱內(nèi)升(降)檔繼電器,繼電器勵(lì)磁溝通電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路,最終完成分接頭升(降)檔。若PS853板存在節(jié)點(diǎn)粘連現(xiàn)象或升(降)檔繼電器返回時(shí)間過長(zhǎng),均有可能導(dǎo)致?lián)Q流變分接頭檔位連續(xù)變化,出現(xiàn)分接頭“滑檔”現(xiàn)象。
換流變分接頭上送檔位信號(hào)和下發(fā)控制指令過程圖如圖2和圖3所示:
圖2 換流變分接頭檔位測(cè)量流程圖
圖3 換流變分接頭升(降)檔位控制流程圖
通過以上詳細(xì)分析,可排除換流變檔位測(cè)量回路故障的可能性,初步判斷故障原因?yàn)闄n位控制回路存在故障。若負(fù)責(zé)升(降)檔指令出口的PS853板存在節(jié)點(diǎn)粘連現(xiàn)象或升(降)檔繼電器返回時(shí)間過長(zhǎng),均有可能導(dǎo)致?lián)Q流變分接頭檔位連續(xù)變化,出現(xiàn)“滑檔”現(xiàn)象。
龍泉站換流變ETCS控制柜內(nèi)PS853板及檔位控制箱內(nèi)升(降)檔繼電器運(yùn)行年限已久,必然存在不同程度老化現(xiàn)象,換流變分接頭控制對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行起著極為重要的作用,為防止下次出現(xiàn)類似現(xiàn)象,可將分接頭專項(xiàng)檢查列入每年直流系統(tǒng)年度檢修項(xiàng)目之一,檢修人員要對(duì)測(cè)量板卡、控制板卡、變送器及相關(guān)繼電器(接觸器)詳細(xì)檢查,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理存在的隱患。
[1]姚志松,姚磊.有載分接開關(guān)實(shí)用手冊(cè).
[2]趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2004.
[3]閻乃臣,趙強(qiáng).直流輸電工程換流變分接頭不一致分析[J].電力電子,2013(23).
[4]龍泉站換流變ABB廠家軟件圖紙.
陳娟(1982—),女,湖北宜昌人,三峽大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè),研究生,工程師,現(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)湖北省電力檢修公司。