李勁松

（南方電網(wǎng)超高壓輸電公司曲靖局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

溪洛渡送電廣東±500 kV同塔雙回直流輸電工程（以下簡(jiǎn)稱為牛從直流輸電系統(tǒng)）是國(guó)家“十二五”西電東送重大能源建設(shè)項(xiàng)目。牛從直流輸電系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)雙回直流線路同塔架設(shè)、換流站同址建設(shè)的直流輸電工程，也是南方電網(wǎng)目前輸送容量最大的高壓直流輸電系統(tǒng)，輸電容量為6 400 MW。牛從直流輸電系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行直接關(guān)系到南方電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。直流測(cè)量系統(tǒng)是直流控制保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分，其異常將導(dǎo)致直流控制保護(hù)系統(tǒng)報(bào)警，甚至導(dǎo)致直流閉鎖[1]。本文將探討分析牛從直流輸電工程直流測(cè)量系統(tǒng)的原理及缺陷處理方案。

1 牛從直流測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成及原理

1.1 直流電流測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

如圖1所示，直流電子式電流互感器采樣回路主要由5部分組成：一次傳感器、電阻盒、遠(yuǎn)端模塊、光纖絕緣子和合并單元。

圖1 直流電子式電流互感器信號(hào)傳輸回路示意圖

當(dāng)直流電流通過(guò)光CT的直流分流器時(shí)，依據(jù)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生壓降的原理，在分流器兩端產(chǎn)生一個(gè)與電流大小成正比的毫伏級(jí)直流電壓（額定電流時(shí)為75 mV），通過(guò)連接電纜送至電阻盒的輸入端。電阻盒將此電壓信號(hào)分成多路大小相等的直流電壓信號(hào)，并送至遠(yuǎn)端模塊的輸入端。遠(yuǎn)端模塊通過(guò)內(nèi)部的濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理及電光轉(zhuǎn)換后，利用光纖送至控制保護(hù)室的合并單元NR1125板卡。合并單元將多個(gè)直流電流測(cè)點(diǎn)的電流量合并后，通過(guò)NR1122板卡及光纖送至各控制保護(hù)主機(jī)，同時(shí)以激光的形式將能量送至遠(yuǎn)端模塊，然后遠(yuǎn)端模塊將光能轉(zhuǎn)換為電能供給內(nèi)部電路。當(dāng)遠(yuǎn)端模塊檢測(cè)到激光功率不足或內(nèi)部需要更大激光功率時(shí)，遠(yuǎn)端模塊將通過(guò)數(shù)據(jù)光纖調(diào)大合并單元激光器的驅(qū)動(dòng)電流，使合并單元發(fā)出更大的激光功率。

1.2 直流電壓測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

直流電子式電壓互感器采樣回路主要由一次傳感器、電阻盒、遠(yuǎn)端模塊、光纖絕緣子和合并單元組成。直流光PT利用基于等電位屏蔽技術(shù)的精密電阻分壓器將一次高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電壓信號(hào)（二次額定輸出50 V）。然后，由電阻盒（分壓板）將分壓器輸出的低壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路信號(hào)，并分給多個(gè)相互獨(dú)立的RTU。RTU將小電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并利用光纖傳輸至合并單元。合并單元處理信號(hào)后，利用光纖將其整合后的多個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)送至各個(gè)直流控制保護(hù)裝置[2]。

2 直流測(cè)量系統(tǒng)與控制保護(hù)系統(tǒng)的聯(lián)系

2.1 直流測(cè)量系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)

牛從直流每極包括直流電流測(cè)點(diǎn)4個(gè)（IDCH、IDCN、IdLH及IdLN）和直流電壓測(cè)點(diǎn)2個(gè)（UdL和UdN）。每回直流中還包括雙極共用電流測(cè)點(diǎn)4個(gè)（IdMRTB、IdSG、IdEE1及IdEE2）。以牛從甲直流為例，單回直流所有測(cè)點(diǎn)如圖2所示[3]。

圖2 牛從甲直流直流測(cè)量系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)圖

2.2 直流測(cè)量系統(tǒng)與控制保護(hù)系統(tǒng)的聯(lián)系

在直流控制保護(hù)系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)某些直流測(cè)點(diǎn)可用于保護(hù)系統(tǒng)或控制系統(tǒng)。直流測(cè)點(diǎn)與控制保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系十分復(fù)雜。在直流測(cè)量系統(tǒng)中，同一回的兩個(gè)極的測(cè)量數(shù)據(jù)聯(lián)系緊密，IdEE1、IdEE2、IdSG及IdMRTB測(cè)點(diǎn)都送給兩個(gè)極的極保護(hù)、極控系統(tǒng)，IdLH、IdLN及UdL測(cè)點(diǎn)也送給兩個(gè)極的極保護(hù)、極控系統(tǒng)，只有IdCH、IdCN及UdN送給本極的極保護(hù)、極控系統(tǒng)。

2.3 直流測(cè)點(diǎn)與控制保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

牛從直流采用改進(jìn)的完全雙重化保護(hù)系統(tǒng)方案。每極都配有兩套獨(dú)立的直流極保護(hù)系統(tǒng)A、B，每套裝置有兩個(gè)保護(hù)運(yùn)算單元，每個(gè)運(yùn)算單元使用獨(dú)立的測(cè)量數(shù)據(jù)。當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，A、B兩套保護(hù)均為各自的兩個(gè)運(yùn)算單元都有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)保護(hù)出口。A、B兩套保護(hù)中任意一套出口，即可停運(yùn)直流。其中，任意一套系統(tǒng)的一路測(cè)量回路故障時(shí)，一路測(cè)量故障的系統(tǒng)運(yùn)算單元不輸出信號(hào)。采用正常測(cè)量通道的運(yùn)算單元有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作出口，另外一套系統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作邏輯不變。任意一套系統(tǒng)的兩路測(cè)量回路均故障或因檢修退出運(yùn)行時(shí)，本套系統(tǒng)閉鎖，另一套系統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作邏輯變?yōu)閮陕愤\(yùn)算單元任意單元有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)保護(hù)出口。

3 直流測(cè)量系統(tǒng)故障檢修策略

對(duì)于獨(dú)立部分即單個(gè)RTU故障告警現(xiàn)象，原因可能是相應(yīng)光纖回路衰耗過(guò)大、遠(yuǎn)端模塊故障及合并單元接口插件故障。這種異?，F(xiàn)象的處理步驟為：（1）申請(qǐng)退出相應(yīng)的控制保護(hù)主機(jī)；（2）退出相應(yīng)RTU的“激光器投入”軟壓板，檢查激光器PWM調(diào)制量是否為0，確認(rèn)無(wú)光能量發(fā)出；（3）清潔該支路的光纖回路的各個(gè)光纖斷面，并恢復(fù)連接，檢查控制保護(hù)的采樣值和報(bào)警信號(hào)復(fù)歸情況；（4）若采樣正常，信號(hào)復(fù)歸，則缺陷處理完成，否則需進(jìn)一步排查處理；（5）若光纖清潔后告警或異常依然存在，則需更換處理光纖及遠(yuǎn)端模塊；（6）準(zhǔn)備好備用接口插件和程序，更換新插件后即可恢復(fù)。

直流電流測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)其測(cè)點(diǎn)位置可分為兩類(lèi)。一類(lèi)是該測(cè)點(diǎn)電流值不送對(duì)極控制保護(hù)系統(tǒng)，如IdCH、IdCN、IF1H及IF1L；另一類(lèi)是該測(cè)點(diǎn)電流值送對(duì)極控制保護(hù)系統(tǒng)，如IdLH、IdLN、IdMRTB（Idee3）、Idee1、Idee2及IdSG（Idee4）。對(duì)于第一類(lèi)測(cè)點(diǎn)，注流時(shí)需停運(yùn)本極，避免本極控制保護(hù)誤動(dòng)。在工作站上置本極為檢修狀態(tài)，以免直流站控系統(tǒng)發(fā)生不必要的切換。對(duì)于第二類(lèi)測(cè)點(diǎn)，注流時(shí)需停運(yùn)本極，退出本極的控制保護(hù)系統(tǒng)。在工作站上置本極為檢修狀態(tài)，并在對(duì)極的極保護(hù)、極控程序中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)K里置數(shù)，使該測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序中一直判定為數(shù)據(jù)有效，以免在注流中數(shù)據(jù)校驗(yàn)出錯(cuò)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)緊急或嚴(yán)重故障，從而發(fā)生系統(tǒng)切換或直流閉鎖。

直流電壓測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)其測(cè)點(diǎn)位置可以分為兩類(lèi)。一類(lèi)是該測(cè)點(diǎn)電壓值不送對(duì)極控制保護(hù)系統(tǒng)，如UdN；另一類(lèi)是該測(cè)點(diǎn)電壓值送對(duì)極控制保護(hù)系統(tǒng)，如UdL。對(duì)于第一類(lèi)測(cè)點(diǎn)，空載升壓時(shí)需停運(yùn)本極，以免本極控制保護(hù)誤動(dòng)。在工作站上置本極為檢修狀態(tài)，以免直流站控系統(tǒng)發(fā)生不必要的切換。對(duì)于第二類(lèi)測(cè)點(diǎn)，空載升壓時(shí)需停運(yùn)本極，退出本極的控制保護(hù)系統(tǒng)。在工作站上置本極為檢修狀態(tài)，并在對(duì)極的極保護(hù)、極控程序中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)K里置數(shù)，使該測(cè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序中一直判定為數(shù)據(jù)有效，以免在注流中出現(xiàn)數(shù)據(jù)校驗(yàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)緊急或嚴(yán)重故障而發(fā)生系統(tǒng)切換或直流閉鎖。分壓器升壓試驗(yàn)時(shí)，隔離措施包括控制和保護(hù)兩方面?？刂品矫嬉乐箍刂葡到y(tǒng)故障造成的系統(tǒng)切換或直流閉鎖；保護(hù)方面要通過(guò)程序置數(shù)避免運(yùn)行極保護(hù)故障造成的保護(hù)退出（防止拒動(dòng)）和運(yùn)行極保護(hù)誤動(dòng)。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)分析牛從直流電流測(cè)量系統(tǒng)的工作原理和控制保護(hù)系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)，得出了針對(duì)不同類(lèi)型直流測(cè)點(diǎn)的檢修方案策略，可為今后類(lèi)似故障的應(yīng)急處理提供了技術(shù)支持。