龍泉站換流變分接頭檔位出現(xiàn)滑檔故障分析及其預(yù)防措施

國(guó)網(wǎng)湖北省電力檢修公司 陳 娟

龍泉站換流變分接頭檔位出現(xiàn)滑檔故障分析及其預(yù)防措施

國(guó)網(wǎng)湖北省電力檢修公司 陳 娟

換流變壓器分接頭調(diào)節(jié)功能正確與否直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，本文通過(guò)對(duì)龍泉站一起換流變分接頭滑檔故障進(jìn)行處理及原因分析，從而為其他站類似的故障情況提供參考。

換流變；檔位調(diào)節(jié)；分接頭；滑檔

1.故障情況

2016年6月29日，龍泉站極II PCPA/B系統(tǒng)主機(jī)發(fā)出“換流變分接頭不同步”告警。運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)巡視發(fā)現(xiàn)極II Y/Y C相分接頭檔位與其他相不一致，極II Y/Y C相分接頭檔位在26檔，其他相檔位在24檔。運(yùn)行人員試分合檔位控制箱內(nèi)電機(jī)電源小開(kāi)關(guān)一次，分接頭未自動(dòng)同步。后經(jīng)運(yùn)行人員手動(dòng)將極II Y/Y C相分接頭檔位調(diào)節(jié)至24檔后，告警復(fù)歸。故障出現(xiàn)時(shí)雙極3000MW滿負(fù)荷運(yùn)行，之后極II 6臺(tái)換流變分接頭再次自動(dòng)調(diào)節(jié)檔位時(shí)，未再出現(xiàn)不同步現(xiàn)象。

2.告警邏輯分析

換流變分接頭控制是直流控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要功能模塊，其作用是通過(guò)對(duì)換流變分接頭的調(diào)節(jié)與控制使得閥側(cè)空載直流電壓(Udi0)保持在其參考值附近，防止換流變閥側(cè)電壓過(guò)高而造成換流閥損壞，此外，分接頭控制還用于確保閥側(cè)空載直流電壓(Udi0)低于其最大限值以及保持同極換流變不同相分接頭之間的同步。

換流變分接頭正常調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出升(降)分接頭指令，由TCC內(nèi)自動(dòng)同步功能實(shí)現(xiàn)6臺(tái)換流變同時(shí)動(dòng)作，分接頭動(dòng)作期間如在3.5s內(nèi)未完成三相分接頭同步則發(fā)出不一致告警，同時(shí)向未到位的分接頭發(fā)出同步命令。

換流變分接頭升(降)檔位的條件有四個(gè)：1）同極的6臺(tái)換流變中，任意一臺(tái)的檔位信號(hào)與其它5臺(tái)的檔位信號(hào)不一致；2）換流變分接頭控制處于自動(dòng)位置；3）ALLOWRESYNC信號(hào)在軟件中常置1；4）換流變的分接頭檔位與6臺(tái)換流變檔位平均值TCP不一致。

在正常工況下，換流變分接頭控制處于自動(dòng)調(diào)整模式，從圖1中可以看到，每臺(tái)換流變的檔位信號(hào)值與6臺(tái)換流變檔位平均值TCP做比較，出現(xiàn)檔位不一致的分接頭則根據(jù)當(dāng)前顯示檔位值進(jìn)行升(降)檔位。

圖1 換流變分接頭升(降)檔位控制軟件圖

若換流變檔位不同步信號(hào)超過(guò)10ms，則發(fā)出分接頭檔位不同步報(bào)警并閉鎖升(降)檔指令，防止檔位繼續(xù)變化造成保護(hù)動(dòng)作。

3.故障現(xiàn)象分析

換流變分接頭控制柜內(nèi)調(diào)節(jié)連桿帶動(dòng)機(jī)構(gòu)箱中的電阻盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在不同的檔位上，電阻盤輸出不同的電阻，電阻值輸送到雙重化的測(cè)量變送器中轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號(hào)，通過(guò)PS868采樣板模數(shù)轉(zhuǎn)換后，變壓器檔位信號(hào)又通過(guò)CAN總線送入極控主機(jī)，極控主機(jī)中的TCC程序根據(jù)運(yùn)行電壓、角度、當(dāng)前變壓器檔位等信息作出升(降)分接頭的判斷。在整個(gè)分接頭動(dòng)作過(guò)程涉及到分接頭檔位上送信號(hào)回路、邏輯回路、動(dòng)作回路三個(gè)部分，任何一部分異常將導(dǎo)致分接頭發(fā)生動(dòng)作不一致結(jié)果。

下面分析極II Y/Y C相換流變分接頭檔位測(cè)量回路和控制回路故障的可能性：

1）當(dāng)極II Y/Y C相分接頭電阻盤接觸電阻異常或者檔位變送器故障等原因，均會(huì)使傳輸?shù)綐O控A/B系統(tǒng)的分接頭采集量同時(shí)出錯(cuò)，造成雙系統(tǒng)主機(jī)發(fā)出分接頭不同步告警，此時(shí)OWS后臺(tái)顯示的分接頭檔位應(yīng)與換流變分接頭實(shí)際檔位不一致。而運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)巡視發(fā)現(xiàn)，告警發(fā)出時(shí)OWS后臺(tái)顯示極II Y/Y C相分接頭檔位與現(xiàn)場(chǎng)一致均為26檔，其余換流變分接頭為24檔，可以排除測(cè)量回路(PS868板卡、檔位變送器等)故障的可能性。

2）當(dāng)極控系統(tǒng)下發(fā)分接頭升(降)檔指令后，由換流變ETCS控制柜內(nèi)值班系統(tǒng)層PS853板最后出口，將指令發(fā)送至換流變檔位控制箱內(nèi)升(降)檔繼電器，繼電器勵(lì)磁溝通電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路，最終完成分接頭升(降)檔。若PS853板存在節(jié)點(diǎn)粘連現(xiàn)象或升(降)檔繼電器返回時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，均有可能導(dǎo)致?lián)Q流變分接頭檔位連續(xù)變化，出現(xiàn)分接頭“滑檔”現(xiàn)象。

換流變分接頭上送檔位信號(hào)和下發(fā)控制指令過(guò)程圖如圖2和圖3所示：

圖2 換流變分接頭檔位測(cè)量流程圖

圖3 換流變分接頭升(降)檔位控制流程圖

4.結(jié)論及預(yù)防措施

通過(guò)以上詳細(xì)分析，可排除換流變檔位測(cè)量回路故障的可能性，初步判斷故障原因?yàn)闄n位控制回路存在故障。若負(fù)責(zé)升(降)檔指令出口的PS853板存在節(jié)點(diǎn)粘連現(xiàn)象或升(降)檔繼電器返回時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，均有可能導(dǎo)致?lián)Q流變分接頭檔位連續(xù)變化，出現(xiàn)“滑檔”現(xiàn)象。

龍泉站換流變ETCS控制柜內(nèi)PS853板及檔位控制箱內(nèi)升(降)檔繼電器運(yùn)行年限已久，必然存在不同程度老化現(xiàn)象，換流變分接頭控制對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行起著極為重要的作用，為防止下次出現(xiàn)類似現(xiàn)象，可將分接頭專項(xiàng)檢查列入每年直流系統(tǒng)年度檢修項(xiàng)目之一，檢修人員要對(duì)測(cè)量板卡、控制板卡、變送器及相關(guān)繼電器（接觸器）詳細(xì)檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理存在的隱患。

[1]姚志松,姚磊.有載分接開(kāi)關(guān)實(shí)用手冊(cè).

[2]趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2004.

[3]閻乃臣,趙強(qiáng).直流輸電工程換流變分接頭不一致分析[J].電力電子,2013(23).

[4]龍泉站換流變ABB廠家軟件圖紙.

陳娟（1982—），女，湖北宜昌人，三峽大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)，研究生，工程師，現(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)湖北省電力檢修公司。