冷歐陽，田立山

(國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司，內(nèi)蒙古　呼和浩特　010020)

錫盟—泰州±800 kV直流輸變電工程已經(jīng)過相關(guān)測試，并成功帶電投產(chǎn)。這項工程將在我國大氣污染防治行動計劃中扮演重要角色，是世界上首個額定容量達到1 000萬kW的±800 kV特高壓直流輸電工程。該工程的建成投產(chǎn)將成為高壓直流輸電領(lǐng)域一個重要的標(biāo)志，不僅僅創(chuàng)造了新的國內(nèi)記錄，更刷新了世界紀錄，將最高額定容量由此前800萬kW提高到了1 000萬kW[1]。

該工程為全新的高電壓直流輸電，對保護、耐壓等級等都提出了嚴格的要求。按照全面嚴格考核的原則，在實驗室進行了2 701項聯(lián)調(diào)試驗，在現(xiàn)場進行了631項系統(tǒng)調(diào)試試驗。經(jīng)過各方的不懈努力，最終達到了相應(yīng)的設(shè)計效果、交付標(biāo)準(zhǔn)[2]。

本文將分析高壓直流換流站保護系統(tǒng)在調(diào)試過程中所遇到的問題，以及產(chǎn)生的經(jīng)驗與教訓(xùn)。

1　保護裝置類型及主要特點

1.1　保護裝置類型

本站采用的NSR-376裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式調(diào)相機變壓器組保護裝置，提供一個調(diào)相機變壓器單元所需要的全部電量保護，保護范圍包括：主變壓器、調(diào)相機、勵磁變。

NSR-376裝置適用于調(diào)相機變壓器組單元接線或其他接線方式，與此同時可滿足各部分電氣監(jiān)控自動化系統(tǒng)的相關(guān)要求[3]。

針對一個大型調(diào)相機變壓器組單元，根據(jù)保護的可靠性應(yīng)當(dāng)配置2套NSR-376保護裝置，2套保護裝置可以實現(xiàn)主保護、后備保護的全套雙重化，操作回路組成獨立屏柜，有利于運維人員日常維護，非電量保護獨立組屏則有利于相關(guān)保護數(shù)據(jù)讀取。2套NSR-376裝置分別取自不同組電流互感器，其中主保護與后備保護二者共用1組電流互感器讀取數(shù)據(jù)，裝置出口分別對應(yīng)2組不同的跳閘線圈，雙重化的2套NSR-376裝置二次回路完全獨立[4]。

NSR-376裝置充分考慮大型調(diào)相機變壓器組保護最大配置要求。圖1為NSR-376裝置在大型調(diào)相機變壓器組保護上的典型應(yīng)用配置及組屏方案。本保護包括調(diào)相機保護、勵磁變保護及主變保護。

圖1 NSR-376 在調(diào)相機變壓器組中的應(yīng)用配置

1.2　保護裝置主要特點

本裝置通過高性能CPU和DSP實現(xiàn)中央處理器與數(shù)字信號處理器的有機結(jié)合，從而形成良好的的硬件設(shè)計平臺，通過模塊化設(shè)計，使得整個設(shè)計更加簡潔，便于維護。為了防止保護誤動，通過相應(yīng)設(shè)置使得只有保護啟動元件動作才能開放出口繼電器正電源，從而實現(xiàn)了此項功能[5]。

為了實現(xiàn)故障報告和事件記錄的實時整理，采用了相應(yīng)的采樣和計算技術(shù)，使得整個過程高速，報告與記錄生成及時。

為使對外的電磁輻射也滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本裝置將強電和弱電分開，采用一定的的抗干擾措施，使得整個裝置滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。裝置可以通過系統(tǒng)設(shè)置進行自我檢測，減少相應(yīng)故障發(fā)生[6]。

2　保護裝置調(diào)試方法

2.1　調(diào)試準(zhǔn)備工作

a. 計算相應(yīng)定值。首先應(yīng)寫出相應(yīng)保護所需定值并進行計算，應(yīng)計算出裝置實際投入使用時的定值。

b. 應(yīng)對裝置及屏柜在開包后進行相關(guān)檢查，保證外觀無問題。

c. 檢查裝置及相關(guān)設(shè)備是否與保護系統(tǒng)正確連接，驗證相關(guān)安裝的正確性。

d. 因為本項目所選用設(shè)備具有通信功能要求，在調(diào)試之前應(yīng)當(dāng)首先配置通信模塊。功能測試和相應(yīng)的二次系統(tǒng)測試應(yīng)當(dāng)完整全面。本工程相應(yīng)一次系統(tǒng)具備校驗條件，要進行極性校驗。

2.2　安裝

a. 首先應(yīng)檢查現(xiàn)場條件，現(xiàn)場的電氣條件和機械條件都將對設(shè)備安裝有相應(yīng)的影響，應(yīng)進行檢查并保證相應(yīng)值在允許范圍內(nèi)。

b. 安裝時應(yīng)先對接地進行安裝，并用黃綠交替的導(dǎo)線將保護裝置插件背板的接地端子連接到接地銅排上。為減少誤操作等，接地線應(yīng)盡可能短，確保接地線具有最佳的導(dǎo)電性。需要著重考察接地點容量和防腐蝕能力，保護裝置地與變電站地之間的阻抗應(yīng)滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，裝置只能一點接地。

c. 裝置接線應(yīng)符合接線圖的要求。

需要注意的是接地線是否與主網(wǎng)可靠相連關(guān)系到調(diào)試過程中的安全。

2.3　通電前檢查

對于外部回路而言，通電前需要進行檢查，包括與該保護裝置相連接的系統(tǒng)中的其他部分。其中需要檢查TA回路、直流電源、開入回路與開出回路。TA檢查中主要是極性檢查、TA回路電流檢測量(一次注入電流)及接地檢查。

2.4　裝置通電檢查

2.4.1開關(guān)電源通電檢查

對于直流電源，在僅插入的情況下應(yīng)進行以下檢驗。

a. 接入額定電源時，失電告警繼電器與“直流消失”觸點應(yīng)分別可靠吸合、可靠斷開。

b. 當(dāng)外加試驗直流電源由0緩慢調(diào)至80%額定值時，用萬用表監(jiān)視失電告警繼電器觸點應(yīng)為從閉合到斷開。然后，拉合1次直流電源。

c. 在斷電的情況下，轉(zhuǎn)插電源插件，然后在輸入電壓為額定電壓時，各級輸出電壓值應(yīng)保持穩(wěn)定。

d. 快速拉合直流試驗，進行3次快速拉合直流試驗，裝置應(yīng)無任何異常。

2.4.2裝置上電設(shè)置

在斷電的情況下，插入全部插件，連接好面板與管理板之間的扁平電纜線。在此過程中，如果軟壓板錯誤告警，則應(yīng)對軟壓板進行重新操作；如果設(shè)備參數(shù)錯誤或設(shè)備參數(shù)不一致告警，需要重新固化設(shè)備參數(shù)；如果定值錯誤或定值不一致告警，需要重新固化定值；同時應(yīng)校驗裝置類型、軟件版本號是否正確。

2.4.3模擬短路故障試驗

在進行模擬短路故障試驗前，應(yīng)首先估計短路電流的大小，選擇合適的斷路器及電纜，確保滿足短路電流的要求[7]。 調(diào)試過程中，在保護邏輯上曾出現(xiàn)了相關(guān)問題，在進行“模擬線路差動動作”開出傳動試驗時，由于該測試功能未能實現(xiàn)保護出口，即“跳交流斷路器”、“閉鎖換流器”、“跳直流斷路器”等，從而觸發(fā)了直流保護“失靈啟動遠跳”保護功能。

失靈啟動遠跳保護的邏輯如圖2所示。

圖2 失靈啟動遠跳保護邏輯框圖

發(fā)生故障后，可以通過相關(guān)故障錄波對問題進行診斷，發(fā)生故障時刻故障錄波波形如圖3所示。

圖3　故障錄波波形

由故障錄波波形可以看出，模擬的直流線路差動保護未出口跳閘，交流斷路器未分閘，且閥側(cè)電壓滿足失靈啟動遠跳保護的電壓判據(jù)。

直流保護程序存在“模擬線路差動動作”開出傳動測試功能不完善問題，主要體現(xiàn)在觸發(fā)該測試功能后，跳閘出口不能執(zhí)行“跳交流斷路器”、“閉鎖換流器”、“跳直流短路器”等出口，引起失靈啟動遠跳保護誤動作。在修改相關(guān)程序后，調(diào)試得以正常進行。

3　結(jié)束語

根據(jù)本次調(diào)試的相關(guān)內(nèi)容，可以得出調(diào)試的相關(guān)要點。首先檢查接線正確性，其中重點檢查接地是否安全，是否與主地網(wǎng)進行連接。熟悉裝置功能，裝置上電前要核實裝置出廠前是否對相應(yīng)位置的絕緣進行了檢測，并且對于相應(yīng)回路(如TA回路進行檢查)。裝置通電后對裝置的電源進行檢查，并插入全部插件，根據(jù)不同告警功能進行調(diào)試。在進行模擬短路試驗時注意相關(guān)參數(shù)是否已達到安全穩(wěn)定的調(diào)試目的。