500kV換流站直流極換流閥控制系統異常情況分析

劉蓓蒂（國網湖北省電力公司檢修公司，湖北武漢430050）

500kV換流站直流極換流閥控制系統異常情況分析

劉蓓蒂（國網湖北省電力公司檢修公司，湖北武漢430050）

針對湖北某換流站直流雙極大地回線方式運行過程中出現換流閥控制不一致告警的異常情況，通過查找軟件控制程序，找出其原因是換流閥控制系統板卡故障導致。

換流站；雙極大地回線方式；換流閥控制系統

1 異常情況描述

某換流站直流雙極大地回線方式600MW運行，單極極Ⅰ極控制保護主機PCPB系統發換流閥控制不一致告警，P1PCPA1主機在Standby（備用）狀態，P1PCPB1主機在Active（值班）狀態。

現場對極ⅠPCPB系統及換流閥控制單元VCU進行檢查，未發現異常。將控制保護通訊終端連接到換流閥通訊系統（THM），發現THM未收到極ⅠVCU C柜U2層返回的Active（值班）指示信號。

閥控VCU B系統告警出來后，極ⅠPCPB系統仍然處于Active（值班）狀態，沒有退出到Service（退出）狀態，且將極ⅠPCPB系統切換到Standby（備用）運行時閥控告警消失。

2 換流閥控制系統介紹

換流閥控制系統可分為三個部分：

TCU：位于閥塔的可控硅級中，每個可控硅級均有一個TCU單元。

VCU：位于閥廳巡視通道的VCU間內，每極閥控單元（VCU）分三相：VCA柜、VCB柜、VCC柜，每相VCU柜分兩層：U2（對應Y橋）、U9層（對應D橋），每層的左側為A系統，右側為B系統（VCU的PS831板卡上側為A系統，下側為B系統），如圖1所示。極控制保護系統（PCP）發送控制脈沖（CP）至VCU單元，經中央處理單元PS900板接入PS906板經邏輯電路進行處理，PS906板同時接收到IP和CP信號后，產生觸發脈沖（FP）。其中PS900有兩塊是冗余配置，分別對應PCPA/B系統，一塊PS906板對應觸發16個可控硅，一個閥對應6塊PS906板，PS906板不是冗余配置，PS906板故障將會導致直流系統停運。

圖1 VCU U2層機架結構圖

THM：位于極控制保護柜PCP內，通過PCP+2.H5層、PCP+2.H25層板卡與VCU通訊，并將故障晶閘管和VCU工作狀態信息反饋給PCP主機的PCIA和PCIF處理（見圖2）。

當換流閥可控硅兩端電壓超過約32V時，可控硅控制單元（TCU）發送指示脈沖（IP）至VCU單元，該信號通過光纖傳送，由VCU單元內PS906板卡接收；說明晶閘管已承受正向電壓，具備觸發條件，閥控單元VCU準備觸發。

圖2 PCP、VCU、TCU通訊簡圖

3 檢查及處理情況

3.1 連接THM進行檢查

將控制保護通訊終端連至THM進行檢查，發現極ⅠVCC柜+1.U2層出現Active信號不一致的故障信息。極ⅠVCC.U2層Active指示信號丟失，其余VCU板卡層的Active指示信號均正常。

圖3 查看軟件中報警信息

圖4 查看T HM中的VCU狀態指示

從軟件中可以看出，當某一相PS900A板卡出現異常時，THM會監視到該位置Active信號的異常并發出Active狀態不一致報警（見圖5）。

3.2 極Ⅰ停電后檢查

申請極Ⅰ停電后，極ⅠPCPB系統又發閥控不一致告警（告警代碼4）。該代碼說明VCU存在ENERGIZED（帶電信號）狀態不一致異常（見圖6）。

此時極Ⅰ在停運狀態，但THM監視到VCC狀態仍為ENERGIZED狀態，說明VCC盤B系統PS900A板卡傳輸的狀態信號仍存在異常。與報警報文一致（見圖7）。

從停運后檢查的情況來看，開始閥控VCCB系統的PS900板卡故障是發展的，開始僅是Active信號不一致，而停運后又相繼出現了ENERGIZED（帶電信號）、inverter（逆變信

圖5 T HM A CT I V E不一致報警信號軟件邏輯

圖6

號）均出現了不一致，說明PS900板卡的故障發展越來越嚴重。

3.3 更換PS900A板

圖7 查看T HM中的VCU狀態指示

對PS900A板進行更換，更換過程中對照舊板卡核對跳線位置，使用舊板卡的E2PROM芯片，確保更換板卡步驟正確無誤。PS900A板卡更換完成后，經站內OLT試驗正常。

4 結論

經過檢查和分析，本次極ⅠPCPB系統發閥控系統“不一致”信號、可控硅監視故障是由于VCC盤B系統U2層的PS900板卡故障導致的，如果對故障板卡不及時進行檢查更換，進一步發展可能會導致直流閉鎖。更換該板卡后極Ⅰ閥控系統恢復正常。

TM721.1

A

2095-2066（2016）32-0062-02

2016-11-2

劉蓓蒂（1980-），女，工程師。