鐘 源國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司直流運(yùn)檢中心,湖北宜昌 443000
宜都換流站直流線路再啟動(dòng)邏輯改進(jìn)及事例分析
鐘 源
國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司直流運(yùn)檢中心,湖北宜昌 443000
本文簡(jiǎn)單介紹了直流線路再啟動(dòng)的原理及其在直流輸電工程中的廣泛應(yīng)用,主要針對(duì)宜華直流輸電工程中多次出現(xiàn)的直流線路故障再啟動(dòng)動(dòng)作事故,分析了線路故障再啟動(dòng)的動(dòng)作過(guò)程,指出了線路故障再啟動(dòng)功能存在的不足并提出了改進(jìn)措施,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。
直流輸電系統(tǒng);直流線路故障再啟動(dòng);故障錄波
近年來(lái),高壓直流輸電迅速發(fā)展,目前已有三廣、三常、三滬等多個(gè)直流輸電工程投運(yùn)。由于直流輸電線路距離長(zhǎng),跨越地區(qū)情況復(fù)雜,屬于較易出現(xiàn)線路故障的設(shè)備。在直流線路發(fā)生閃絡(luò)故障時(shí),直流線路保護(hù)動(dòng)作,啟動(dòng)再啟動(dòng)程序可以有效排除瞬時(shí)故障,使直流系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行,減少直流停運(yùn)次數(shù),因此直流線路再啟動(dòng)功能是直流系統(tǒng)非常重要的一環(huán),是電力輸送安全的重要保證。
直流線路再啟動(dòng)功能與交流線路的重合閘類(lèi)似,目的是為了迅速切除故障后恢復(fù)正常運(yùn)行。區(qū)別在于交流線路是通過(guò)開(kāi)關(guān)切斷故障電流而直流是通過(guò)可控硅。在直流線路出現(xiàn)故障時(shí),相關(guān)線路保護(hù)動(dòng)作,進(jìn)行再啟動(dòng)嘗試功能,故障出現(xiàn)時(shí)立即將可控硅觸發(fā)角增大到90°以上,使整流器進(jìn)入逆變運(yùn)行,促使直流線路快速放電,直流電流很快降到零,經(jīng)過(guò)較短的去游離時(shí)間之后,嘗試進(jìn)行再啟動(dòng)。若故障消除,再啟動(dòng)邏輯重新進(jìn)建立直流電壓,恢復(fù)功率輸送。若電壓不能建立,說(shuō)明故障依然存在,再啟動(dòng)失敗,重新進(jìn)行移相、去游離,執(zhí)行再啟動(dòng)失敗相應(yīng)的動(dòng)作后果。
再啟動(dòng)邏輯只在整流站起作用,縱差、行波、突變量、欠壓等直流線路保護(hù)動(dòng)作后都會(huì)起動(dòng)再啟動(dòng)邏輯。雙極運(yùn)行時(shí),一個(gè)極的直流線路保護(hù)再起動(dòng)可進(jìn)行3次。直流線路保護(hù)動(dòng)作后,第一次經(jīng)去游離(150ms)后全壓?jiǎn)?dòng);如果直流線路保護(hù)又動(dòng)作,則去游離(200ms)后全壓再啟動(dòng),同時(shí)切換控制系統(tǒng);直流線路保護(hù)第三次動(dòng)作,則去游離(200ms)后進(jìn)行降壓再啟動(dòng),要是再啟動(dòng)還不成功則閉鎖極運(yùn)行。線路保護(hù)動(dòng)作計(jì)數(shù)器將對(duì)保護(hù)動(dòng)作次數(shù)進(jìn)行累加,30s后清零,意味著在30s內(nèi)直流系統(tǒng)可進(jìn)行2次全壓,1次降壓的再啟動(dòng)。
直流線路再啟動(dòng)邏輯是根據(jù)系統(tǒng)要求預(yù)先設(shè)定好的,在直流系統(tǒng)控制保護(hù)主機(jī)中由軟件頁(yè)設(shè)置,具體的動(dòng)作邏輯如表1所示,是針對(duì)不同的工況分成幾種情況。宜都換流站再啟動(dòng)邏輯主要分為常壓狀態(tài)、降壓狀態(tài),雙極、單極以及通信故障這幾種運(yùn)行工況。
表1
從再啟動(dòng)邏輯原理中我們可以得知,再啟動(dòng)邏輯從第一次動(dòng)作開(kāi)始計(jì)數(shù)起至30s之內(nèi),若達(dá)到設(shè)定的再啟動(dòng)次數(shù)后將閉鎖相應(yīng)故障極;若在30s內(nèi)再啟動(dòng)成功,則重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。
從軟件頁(yè)中我們可以看到,早期的直流線路再啟動(dòng)次數(shù)設(shè)置中,有一個(gè)50ms的延時(shí)返回,在每次再啟動(dòng)邏輯動(dòng)作去游離時(shí)間結(jié)束后還要延時(shí)50ms后才開(kāi)始計(jì)一次數(shù),若在一次再啟動(dòng)去游離時(shí)間結(jié)束后小于50ms內(nèi)線路保護(hù)再次動(dòng)作啟動(dòng)再啟動(dòng)時(shí),只計(jì)數(shù)一次。這就存在當(dāng)移相完成后不到50ms再次發(fā)生故障時(shí),計(jì)數(shù)器不再進(jìn)行新的計(jì)數(shù),而重新開(kāi)始一次再啟動(dòng)移相過(guò)程,就會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)時(shí)間段多次再啟動(dòng)直到躲過(guò)50ms的延時(shí)返回后才進(jìn)行計(jì)數(shù),見(jiàn)圖1。
圖2為宜都站2007年7月極II直流直流線路保護(hù)動(dòng)作故障錄波,從錄波圖可以看到第一次全壓再啟動(dòng)經(jīng)過(guò)一次移相去游離,計(jì)數(shù)一次;在第二次全壓再啟動(dòng)過(guò)程中,在移相去游離后約42ms(小于50ms)時(shí),突變量保護(hù)和行波保護(hù)再次動(dòng)作,啟動(dòng)再啟動(dòng)開(kāi)始移相去游離,而軟件邏輯中再啟動(dòng)計(jì)數(shù)器一直沒(méi)有進(jìn)行新的一次計(jì)數(shù),這樣的情況連續(xù)兩次,所以導(dǎo)致第二次全壓再啟動(dòng)有三次移相去游離,才進(jìn)行一次計(jì)數(shù)。這種情況,相當(dāng)于第二次全壓再啟動(dòng)實(shí)際上是執(zhí)行了3次,計(jì)數(shù)器沒(méi)有進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)。多次的再啟動(dòng)過(guò)程,本身對(duì)線路就是一次又一次的沖擊,極易造成故障處的絕緣損壞,不符合設(shè)計(jì)的初衷,首要還是要保護(hù)一次設(shè)備安全。
經(jīng)過(guò)修改刪除這個(gè)50ms的延時(shí)返回,將使直流線路再啟動(dòng)邏輯更加簡(jiǎn)單直接,只有依工況執(zhí)行動(dòng)作邏輯次數(shù)??梢杂行П苊饬硕啻芜B續(xù)再啟動(dòng)對(duì)線路設(shè)備的沖擊。
如果再啟動(dòng)信號(hào)依然保持50ms延時(shí)后返回,會(huì)在特殊工況下引起直流系統(tǒng)的多次全壓?jiǎn)?dòng)。故障電流對(duì)設(shè)備沖擊很大,容易引起站內(nèi)設(shè)備損壞,多次全壓?jiǎn)?dòng)同樣會(huì)破壞線路故障點(diǎn)的絕緣,引發(fā)事故擴(kuò)大。因此刪除信號(hào)保持延時(shí)之后的動(dòng)作邏輯更符合保護(hù)設(shè)計(jì)要求,既能保證直流線路的再啟動(dòng)成功有效,也能避免無(wú)端多次啟動(dòng)損壞設(shè)備。
TM7
A
1674-6708(2016)170-0168-02
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