寶雞—德陽±500 kV直流輸電工程極1運行極2調試的安全技術措施

王茂忠，李林，種芝藝，黃杰

(1.國家電網公司直流建設分公司，北京市，100052;2.南京南瑞繼保電氣有限公司，南京市，211102)

0 引言

寶雞—德陽±500 kV直流輸電工程(簡稱寶德工程)是國家規劃的大區域聯網(西北與華中直流聯網)重點項目之一，是國家電網公司支援四川汶川地震災后重建的重點工程。寶德工程單極額定輸送功率1500 MW，雙極額定輸送功率3000 MW;額定直流電壓±500 kV，額定直流電流3 kA。寶德工程是我國第一個自主設計、自主成套、設備完全國產化的常規±500 kV、3000 MW直流輸電工程。2009年12月28日寶德工程極1正式投運，2010年3月28日極2正式投運。寶德工程的投運緩解了四川供電壓力，同時也為四川災后重建提供了電力保障，獲得了較好的經濟和社會效益。

寶德工程系統調試［1］參考了三峽電力直流送出工程、靈寶背靠背直流工程等的系統調試經驗［2-10］和研究成果［11］，對調試過程中遇到的技術問題實施了改進措施，為工程的順利投運提供了保障，也為進一步推進我國直流輸電工程建設和系統調試工作積累了基礎技術資料和經驗。由于寶德工程按極1、極2分期投產，在保證極1系統安全穩定運行的前提下，必須保證極2及雙極系統調試工作安全順利開展。為了按時完成調試任務，按期實現帶電目標，針對極1已投入運行、極2調試的實際情況，必須采取切實可行的措施保證極1正常運行，否則，在極2調試期間，有可能造成極1運行極閉鎖，最大損失單極滿負荷150萬kW·h的電量，造成四川大面積停電。

本文重點對極1、極2系統之間的相互影響進行全面的分析，從軟件、硬件角度提出了相應的安全技術隔離措施。

1 2極間相互影響因素的分析

1.1 2極共用全站無功

換流器運行時需消耗無功，無功控制根據與系統交換無功來投切交流濾波器或電容器，2個極的主機都可以對交流濾波器或電容器進行控制，由控制極最終出口，如圖1所示。因此，在1極系統運行另1極系統調試時，應封掉調試極對無功控制的出口。否則，若調試極(極2)進行了投切濾波器，則會影響到運行極(極1)功率傳送的穩定性。如果多投了濾波器，交流系統的電壓會升高;如果切除了濾波器，極1運行極就會發出降功率命令。雙極濾波器投切邏輯如圖1所示。

圖1 雙極濾波器投切邏輯框圖Fig.1 Logic diagram of switching of bipolar filter system

1.2 2極共用中性線區域

2個極的主機都可以對雙極區的斷路器、隔離開關進行控制，由控制極最終出口。因此，在1極運行另1極調試時，應封掉調試極對雙極區斷路器、隔離開關的出口。否則，當調試極打開或合上雙極區的斷路器、隔離開關時，會影響到運行極(極1)的運行;如果調試時合上了接地刀閘，會導致運行極(極1)的接地保護動作;如果調試時打開了直流開關，會導致運行極(極1)的直流過壓保護動作。雙極區開關邏輯如圖2所示。

1.3 運行極保護采集調試極的直流電壓、電流

運行極(極1)的直流線路行波保護采集調試極(極2)的直流線路電壓、電流來計算行波波阻抗，作為保護動作的輸入。因此，1極運行另1極調試時，應斷開運行極(極1)采集調試極(極2)的直流線路電壓的通道。如果不采取措施，調試極的直流線路電壓的突變，則會導致運行極(極1)的線路保護動作，從而導致運行極(極1)停運。

圖2 雙極區開關邏輯框圖Fig.2 Logic diagram of bipolar switch

1.4 運行極保護采集調試極的中性線電流

雙極區差動保護的保護區域如圖3中陰影區域所示。

雙極區差動保護的差流計算公式如下:

式中:Idiff表示差流;IDNE表示中性線電流;IDNEOP表示極2中性線電流;IDEL1表示極1接地極引線電流;IDEL2表示極2接地極引線電流;IDGND表示站內接地電流;IDME表示金屬回線電流;IANE表示中性線避雷器電流。

若調試極(極2)進行電流互感器注流試驗，則運行極(極1)的雙極區差動保護可能動作。因此，1極運行另1極調試時，應斷開運行極(極1)采集調試極(極2)的直流線路電壓的通道，如果不采取措施，調試極(極2)的中性線電流的突變，會導致運行極(極1)的雙極區差動保護動作，從而導致運行極(極1)停運。

圖3 直流場測點分布Fig.3 Measurement point distribution in DC field

2 1極運行另1極調試的安全措施

2極間存在緊密聯系，1極運行時，另1極的調試可能影響運行極(極1)，因此需要做好全面的隔離措施。

2.1 硬件上的隔離

硬件上隔離主要是切斷控制回路，從而保證調試極命令不被執行，具體如下:

(1)撥開極2雙極區接口柜所有開出端子刀片，從而斷開了極2對雙極區斷路器、隔離開關操作回路。

(2)關掉極2極控柜的極間通信光電轉換的電源，從而斷開了極2極控主機與極1極控主機之間聯系的路徑。

(3)拔掉極2極保護柜與雙極區接口柜控制局域網總線通信的發光纖，從而斷開了極2保護操作雙極區直流場斷路器、隔離開關的路徑。

(4)拔掉極2極控柜與通信接口柜控制局域網總線通信的發光纖，從而斷開了極2控制操作交流濾波器的路徑。

(5)拔掉極2極控柜與交流場測控柜控制局域網總線通信的發光纖，從而斷開了極2控制鎖定交流場開關及操作極2換流變進線接地刀的路徑。

(6)退極2極控柜的跳閘出口壓板，從而斷開了極2控制跳交流場開關的路徑。

(7)退極2極保護柜的跳閘出口壓板，從而斷開了極2保護跳交流場開關的路徑。

(8)將極1雙極區接口柜采集極2中性線電流的通道刀片撥開，從而避免了極2中性線電流對極1的影響。

2.2 軟件上的隔離

軟件上隔離主要是通過軟件臨時置數，消除調試極對運行的影響，具體如下:

(1)在極2極保護主機PCIB板卡程序直流場開關重合邏輯WNQRCL.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號WNQRCL_9置為0，在軟件上封掉極保護對雙極區開關的操作。極2極保護主機PCIB板卡為高性能數字信號處理(digital signal processing，DSP)板。

(2)在極2極保護主機PCIA板卡程序保護輸出給控制信號MC_OUT.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號MC_OUT_4置為0，在軟件上封掉極2極保護(PPR)的跳閘出口。

(3)在極2極保護主機PCIA板卡程序允許輸出邏輯PERMSEND.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號PERMSEND_30置為0，在軟件上封掉極2極保護(PPR)的跳閘出口。

(4)在極1、極2極保護主機PCIC板卡DSP3程序TDM輸入TDM_IN.hgf頁面和PCIC板卡DSP4程序TDM 輸入TDM_IN.hgf頁面，將相應的極2調試期間切換開關變量置為0，從而確保在調試期間在軟件上不取極2采集的直流線路電壓、直流線路電流。

(5)在極2極控主機PCIA板卡程序極控輸出給交流站控信號ACPOUT1.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號ACPOUT1_43置為0，從而在軟件上斷掉了極2極控對極2換流變進線接地刀的操作。

(6)在極2極控主機程序切換邏輯(SOL300)應用控制極選擇邏輯ACTVBIP.hgf頁面進行修改，從而保證極2不會升級為控制極。

(7)在極2極控主機PCIA板卡程序跳交流開關選擇TRIPSW.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號TASKSW_11變量置為0，在軟件上封掉跳閘出口。

當Y≤τ時，產業創新速度對創新效益的彈性系數為θ1;當Y＞τ時，產業創新速度對創新效益的彈性系數為θ2。如果存在多個門檻，那么應當引入更多的τ，不過實際實證研究中往往以雙門檻或三門檻居多，具體要進行門檻數量檢驗。

(8)在極2極控主機PCIA板卡程序閉鎖順序邏輯接口BSQ_IN.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號BSQ_IN_101變量、BSQ_IN_108變量、BSQ_IN_144變量置為0，在軟件上封掉跳閘信號。

(9)在極2極控主機PCIC板卡程序站CAN輸出STNOUT.hgf頁面上，將數據接收模塊使能信號STNOUT_4變量、STNOUT_5變量、STNOUT_6變量置為0，從而在軟件上斷掉了極2對交流場濾波器操作的可能。

3 結論

本文主要從寶德直流工程雙極之間的關聯因素著手進行了認真分析和研究，認為全站無功控制、雙極共用中性線區域、極1保護信號的采集3個方面對極1的運行均有影響，需要從硬件和軟件上進行安全技術隔離。

通過采取安全技術隔離措施，在調試過程中未發生任何因極2及雙極系統調試造成極1閉鎖的現象，既保障了極2及雙極系統調試的安全順利進行，也按期完成了調試任務，保障了極1的安全穩定運行，驗證了所采用的安全技術隔離措施考慮充分、效果良好，能夠為今后極1、極2雙極分步調試的直流工程提供有益的參考和借鑒。

［1］楊萬開，曾南超，王明新，等.寶德直流輸電工程極II和雙極系統調試［J］.電力建設，2010，31(12):51-55.

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［3］楊萬開，印永華，曾南超，等.三峽—上海直流輸電工程系統調試總結［J］.電網技術，2007，31(19):9-12 .

［4］楊萬開，印永華，曾南超，等.三廣直流工程系統調試概述［J］.中國電力，2005，38(11):14-15.

［5］楊萬開，曾南超，王明新，等.三峽至廣東直流輸電工程系統調試關鍵技術［J］.中國電力，2008，41(1):40-43.

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［8］楊萬開，王明新，曾南超，等.靈寶背靠背直流工程系統調試中的關鍵技術分析［J］.電網技術，2007，31(10):32-37 .

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