楊 涵，耿成通，王榮富，韓廣宇

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司楚雄供電局，云南 楚雄 675000）

永仁換流站作為永富直流輸電工程首端站，閥冷系統(tǒng)采用內(nèi)外冷組合結(jié)構(gòu)，其中外冷系統(tǒng)采用水冷方式，水源自站外水庫，通過前置凈水系統(tǒng)工業(yè)水池供水，因近年水庫環(huán)境惡化、前置二級凈水系統(tǒng)問題頻發(fā)導(dǎo)致水質(zhì)達(dá)不到預(yù)期，加之閥外冷水處理系統(tǒng)排污、沖洗邏輯及定值不匹配，造成運(yùn)行期間頻繁發(fā)生閥外冷水系統(tǒng)噴淋水池液位低和超低的告警事件，噴淋水液位過低將導(dǎo)致閥冷系統(tǒng)熱交換效率降低，使換流閥溫升過快，增加了高壓直流停運(yùn)風(fēng)險，存在重大隱患，故閥外冷系統(tǒng)相關(guān)邏輯、策略調(diào)整成為亟待解決的問題。

1 極控系統(tǒng)頻繁報噴淋水液位低原因分析

1.1 事件簡況

自2021年開始，運(yùn)行人員工作站監(jiān)控發(fā)現(xiàn)閥冷系統(tǒng)頻繁發(fā)生噴淋水液位低的情況，且呈現(xiàn)惡化趨勢，其中2021年8月25日發(fā)生2次噴淋水液位低、2次噴淋水液位超低的告警事件，運(yùn)行人員工作站SER如表1所示。

表1 運(yùn)行人員工作站SER事件

噴淋水池液位告警定值如下：高于90%水位高告警、低于20%水位低告警、低于10%水位超低告警?，F(xiàn)場確認(rèn)液位低的情況后采用強(qiáng)制就地啟動進(jìn)水工業(yè)泵、步進(jìn)停止排污、旁路過濾裝置的方式開展應(yīng)急處置，從而避免了一起因閥冷系統(tǒng)冷卻容量不足導(dǎo)致高壓直流非計劃停運(yùn)的二級事件。

1.2 風(fēng)險分析

閥外冷系統(tǒng)工業(yè)水泵的啟動關(guān)聯(lián)噴淋水池液位，當(dāng)噴淋水池液位小于補(bǔ)水啟動液位（65%）時，水冷控制系統(tǒng)發(fā)請求啟動工業(yè)水泵，當(dāng)噴淋水池液位大于補(bǔ)水停止液位（75%）時，請求啟工業(yè)泵請求消失，停止工業(yè)泵。

當(dāng)噴淋水池液位低于65%，工業(yè)泵啟動過程中極端情況因碳濾罐、軟水罐、機(jī)械過濾器接連達(dá)到?jīng)_洗水量定值，會導(dǎo)致無法通過工業(yè)泵給噴淋水池供水，而碳濾罐、軟水罐沖洗時長達(dá)100 min，每日定時排污達(dá)54 m3，會將噴淋水池液位快速降至20%左右。

迎峰度夏期間永富直流長期滿負(fù)荷運(yùn)行，滿負(fù)荷運(yùn)行時單極閥冷系統(tǒng)最大耗水量達(dá)到300 m3/天，若工業(yè)泵不能連續(xù)供水，將影響永富直流正常運(yùn)行。

非正常情況，現(xiàn)場雖可通過HMI就地界面、工業(yè)泵控制箱、更改定值啟動工業(yè)泵，但HMI界面啟動須先停止水處理系統(tǒng)，控制箱啟動因距離較遠(yuǎn)不利于應(yīng)急處置，修改定值不符合公司規(guī)范要求。

當(dāng)工業(yè)水池液位低時，水冷系統(tǒng)報“工業(yè)水池液位低”；當(dāng)工業(yè)水池液位超低時，水冷系統(tǒng)報“工業(yè)水池液位超低”，自動及就地啟動工業(yè)泵命令無效。

2 治理措施

2.1 方案一：增加遠(yuǎn)程強(qiáng)啟閥冷工業(yè)水泵功能

通過增加極控系統(tǒng)遠(yuǎn)程強(qiáng)啟閥冷工業(yè)水泵功能，（1）可實(shí)現(xiàn)工業(yè)水池液位低時，仍可強(qiáng)制啟動工業(yè)水泵；（2）啟動工業(yè)水泵時，停止閥外冷系統(tǒng)碳濾罐、軟水罐、機(jī)械過濾器沖洗邏輯，并打開對應(yīng)供水電磁閥。為提高閥冷系統(tǒng)的可靠性，須要對水處理系統(tǒng)的原理圖和程序進(jìn)行升級。

2.1.1 電氣原理圖技改

后臺上增加工業(yè)水泵強(qiáng)投按鍵。

AP12水處理柜原理圖修改如圖1所示，增加X125、 X126端 子 ， 增 加 KAP51A、 KAP51B、KAP52A、KAP52B繼電器，KAP51A、KAP51B、KAP51A、KAP52B的繼電器節(jié)點(diǎn)接回PLC的DI4模塊的37/38節(jié)點(diǎn)。

圖1 AP12水處理柜原理技改

2.1.2 程序技改

在閥冷系統(tǒng)AP12水處理柜HMI面板上及在OWS運(yùn)行人員工作站極1閥冷系統(tǒng)/極2閥冷系統(tǒng)HMI界面增加工業(yè)水泵強(qiáng)投按鍵，界面如圖2、圖3所示。工業(yè)水泵強(qiáng)投時，停止碳濾沖洗/反洗，軟化罐沖洗和過濾器沖洗等操作。

圖2 閥冷系統(tǒng)AP12水處理柜HMI界面

圖3 運(yùn)行人員工作站閥冷系統(tǒng)監(jiān)控界面

在水處理控制程序中，增加噴淋水池液位低報警，噴淋水池液位低時，停止自循環(huán)排污。

在水處理控制程序中，增加噴淋水池液位和軟化水池液位與反洗泵互鎖，噴淋水池或軟化水池液位低時，停止碳濾反洗。

2.2 方案二：閥外冷水處理系統(tǒng)排污邏輯修改

2.2.1 排污方式修改

一方面，將原定時按水量排污改為定時濃縮比排污，排污定值變化前后如表2所示，修改前水處理系統(tǒng)每天00:00啟動排污，排污水量達(dá)54 m3時停止排污，修改后排污水量濃縮比（進(jìn)水量/排污水量）達(dá)08:00停止排污，原方式可能導(dǎo)致水質(zhì)好時浪費(fèi)了部分水，而當(dāng)水質(zhì)差時因排污量不達(dá)標(biāo)造成閥冷系統(tǒng)熱交換過程中閥內(nèi)冷系統(tǒng)蛇形盤管（外冷系統(tǒng)冷卻塔中布置）結(jié)垢，進(jìn)而影響閥冷系統(tǒng)冷卻效率。

表2 排污定值對比

另一方面，改變排污方式的同時增加排污停止條件，如表3所示，不影響水處理設(shè)備正常正洗、反洗、慢洗、再生功能，噴淋水水質(zhì)差時也能啟動排污，同時最大限度地保留了噴淋水池的液位，充

表3 排污停止條件表

分保障了閥冷系統(tǒng)的冷卻效能。

2.2.2 直流軟件修改

增加排污流量異常中間量，在閥冷系統(tǒng)PLC FC31狀態(tài)處理功能塊增加排污流量異常判定，增加背景數(shù)據(jù)塊DB474排污流量延時，同時新增定值排污流量異常及延時，在保護(hù)定值延時轉(zhuǎn)換FC30中對延時進(jìn)行處理。

在閥冷系統(tǒng)PLC FC31狀態(tài)處理功能塊增加FIT22故障、流量異常、水池液位低強(qiáng)制過濾條件，增加FB50排污流量計算塊，增加DB51背景數(shù)據(jù)塊，增加濃縮比設(shè)定值。

在自循環(huán)控制中增加排污時間計時功能，增加停止排污時計時清0功能，優(yōu)化排污完成邏輯，增加時間周期停止排污。

2.3 方案對比與確定

方案一。須進(jìn)行電氣和程序技改，須停運(yùn)閥冷系統(tǒng)加裝對應(yīng)繼電器及二次電纜，涉及閥冷及極控后臺廠家協(xié)作并調(diào)試，工業(yè)水泵強(qiáng)投在特殊工況如工業(yè)水池液位超低情況下可能導(dǎo)致水泵燒毀，技改費(fèi)用高、周期長。

方案二。只須進(jìn)行程序技改，可帶電實(shí)施無須停運(yùn)閥冷系統(tǒng)，僅涉及閥冷廠家作業(yè)，安全系數(shù)高，技改費(fèi)用低，周期短。

綜合考慮，確立方案二為最終技改方案，并結(jié)合2022年年檢完成整改，隱患得以治理。

3 效果驗證

閥外冷水處理系統(tǒng)排污邏輯技改后，未發(fā)生噴淋水池液位低或超低情況，監(jiān)測噴淋水電導(dǎo)率在500 μS/cm以下，提高了閥冷系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，延長了閥冷系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命，未發(fā)生進(jìn)閥溫度告警情況，有效保證了閥冷系統(tǒng)的冷卻效能。

技改以后，平均雙極每天能節(jié)約水資源40 m3，按0.7元/m3工業(yè)用水價格計算，每年能節(jié)約水費(fèi)和水資源費(fèi)用2萬元，極大地增加了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，其中的價值不可估量。

4 結(jié)束語

通過現(xiàn)場日常運(yùn)維發(fā)現(xiàn)永仁換流站閥冷系統(tǒng)頻繁發(fā)生噴淋水液位低的情況，本文從閥冷系統(tǒng)原理、存在風(fēng)險、治理措施進(jìn)行分析，通過對2種方案進(jìn)行對比，最終通過程序技改，將原定時按水量排污改為定時濃縮比排污，增加排污流量異常中間量，一方面可以在閥冷系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行工況下，仍能保證閥冷系統(tǒng)不間斷供水，保障閥冷系統(tǒng)的冷卻容量，增加閥冷系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；另一方面可減少運(yùn)維壓力，避免夜間或復(fù)雜工況時造成大量人力、精力投入處置，并可同時減少反洗排污等造成的水資源浪費(fèi)。