葛洲壩換流站金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作原因分析

【摘要】葛洲壩換流站直流線路為同塔雙回運(yùn)行，2014年5月28日葛洲壩換流站在由大地轉(zhuǎn)金屬回線過(guò)程中，葛洲壩站金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作將0040斷路器合上，未正確執(zhí)行直流順控操作，經(jīng)過(guò)分析，初步原因?yàn)橹绷骶€路為同塔雙回運(yùn)行造成對(duì)金屬回線感應(yīng)電壓過(guò)大，在進(jìn)行大地轉(zhuǎn)金屬回線過(guò)程中金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作。

【關(guān)鍵詞】換流站;大地回線;金屬回線;轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)

引言

換流站大地回線轉(zhuǎn)金屬回線為順控自動(dòng)操作，正常情況下金屬回線開(kāi)關(guān)自動(dòng)合閘，金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，2014年5月28日葛洲壩換流站在由大地轉(zhuǎn)金屬回線過(guò)程中，0040斷路器保護(hù)動(dòng)作將0040開(kāi)關(guān)合上，未正確執(zhí)行順控操作，本文對(duì)該故障現(xiàn)象進(jìn)行了分析。

1.保護(hù)動(dòng)作情況

2014年5月28日21：02，葛南極1直流系統(tǒng)由大地回線轉(zhuǎn)金屬回線過(guò)程中，在南橋側(cè)00300刀閘合上后，葛洲壩站0040開(kāi)關(guān)合上前OWS事件發(fā)極Ⅰ兩套保護(hù)PPRA/B\"金屬回線開(kāi)關(guān)保護(hù)（MRTS）保護(hù)動(dòng)作，電流IdYL_OP=24A\"\"保護(hù)發(fā)出重合MRTS命令\"信號(hào)，\"21：32：11：559，0040合\"?，F(xiàn)場(chǎng)檢查一次設(shè)備0040確已合上;直流場(chǎng)0040開(kāi)關(guān)因葛洲壩站金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作而合上，該開(kāi)關(guān)合閘后未對(duì)極1直流系統(tǒng)運(yùn)行接線方式的順控轉(zhuǎn)換過(guò)程造成影響。

2.保護(hù)動(dòng)作原因分析

2.1 保護(hù)動(dòng)作前后（即順控操作過(guò)程中）的故障錄波

（1）葛洲壩站合上00401、00402刀閘時(shí)的錄波波形（如圖1所示）

圖1 葛洲壩站合00401、00402時(shí)的錄波

（2）葛洲壩站0040開(kāi)關(guān)合上前后的錄波波形（如圖2所示）

（3）葛洲壩站0030開(kāi)關(guān)分閘時(shí)的錄波波形（如圖3所示）

2.2 葛洲壩站金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)配置情況

葛洲壩站金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（0040）開(kāi)關(guān)的保護(hù)邏輯如圖4所示。

圖2 金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)錄波

圖3 葛洲壩站0030開(kāi)關(guān)合上時(shí)的錄波

邏輯圖中相關(guān)信號(hào)說(shuō)明：

（1）MRTS_OPEN_IND_DLY_TM（0040開(kāi)關(guān)分位指示延時(shí)）， MRTSP_ID_LIMHIGH（電流上限定值），MRTSP_K_IMR_IGND（比率系數(shù)）。

（2）MRTSP_IdYC（運(yùn)行極直流電流），MRTS_OPEN_IND（0040開(kāi)關(guān)處于分位），MRTSP_IdYL_OP（另一極即停運(yùn)極的線路電流）

（3）MRTS_READY_TO_OPEN的判據(jù)要求是直流場(chǎng)BD31-Q15/Q16（05121、05122）、BD31-Q13（00402）、BD31-Q17（00401）都處于合上位置;

調(diào)度下達(dá)的保護(hù)定值如圖5所示。

圖4 開(kāi)關(guān)的保護(hù)邏輯圖

圖5

由以上可見(jiàn)金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作邏輯如下：

①0040開(kāi)關(guān)重合閘的電流判據(jù)是：IdYL_OP大于0.06×IdYC或大于60A。

②0040開(kāi)關(guān)處于分位時(shí)間大于115ms且直流場(chǎng)00401、00402、05121（05122）都處于合上狀態(tài)。

③金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)將延時(shí)4ms動(dòng)作，并發(fā)出重合0040開(kāi)關(guān)指令。

具體邏輯流程如圖中紅色線段標(biāo)注。

2.3 保護(hù)動(dòng)作情況分析

在直流系統(tǒng)帶負(fù)荷進(jìn)行大地-金屬回線的轉(zhuǎn)換時(shí)，兩站的直流場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作流程如下（以極1為例）：

序號(hào) 葛洲壩站 南橋站

1 拉開(kāi)004027 拉開(kāi)004007

2 合上05122 合上05122

3 合上00401、00402 ----

4 ---- 合上00300

5 合上0040 ----

6 拉開(kāi)0030 ----

7 ---- 合上001027

8 拉開(kāi)00301、00302 拉開(kāi)00400

5月28日，對(duì)照保護(hù)動(dòng)作時(shí)已執(zhí)行完成的操作項(xiàng)目，直流場(chǎng)內(nèi)一次設(shè)備的接線情況如圖6所示：

圖6 設(shè)備的接線情況

（1）由圖6，并對(duì)照之前的故障錄波圖1可見(jiàn)：在葛洲壩站直流場(chǎng)00401、00402刀閘合閘過(guò)程中，極2直流線路上之前的感應(yīng)電壓（約140kV）在上述兩組刀閘合上后，通過(guò)LC回路的充放電完成了線路上電壓的釋放，整改過(guò)程歷時(shí)2秒;隨后極2直流線路上的電壓維持在1kV上下。

（2）0040開(kāi)關(guān)合上后，由于控制信號(hào)只判斷開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此在隨后的順控指令執(zhí)行過(guò)程中0030開(kāi)關(guān)可以正常分閘，并完成后續(xù)的大地-金屬回線轉(zhuǎn)換操作。

3.存在的隱患

（1）在進(jìn)行單極帶電的金屬-大地回線轉(zhuǎn)換操作時(shí)，葛洲壩站的0040開(kāi)關(guān)在順控操作分開(kāi)后存在因金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作而又強(qiáng)制合上的隱患，由此以來(lái)將造成單極帶電的金屬-大地回線轉(zhuǎn)換不成功;

（2）在現(xiàn)階段進(jìn)行單極帶電的大地-金屬回線轉(zhuǎn)換操作時(shí)，葛洲壩站將始終出現(xiàn)金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作而合上0040開(kāi)關(guān)的情況，不符合順控邏輯。

（3）如果采取葛洲壩站00401、00402刀閘合閘在南橋站00300刀閘合閘后進(jìn)行，也存在當(dāng)葛洲壩站合上相應(yīng)刀閘后0040開(kāi)關(guān)被保護(hù)動(dòng)作而強(qiáng)行合上的情況。

（4）在5月27日葛南直流極1由單極金屬回線向大地回線進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，葛洲壩站0040開(kāi)關(guān)在分閘后盡管控制系統(tǒng)發(fā)出了重合閘的指令，但是現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)該開(kāi)關(guān)并未合上。對(duì)照事件記錄核對(duì)后初步判斷為該開(kāi)關(guān)在完成分閘操作后儲(chǔ)能不夠造成。對(duì)此問(wèn)題存在嚴(yán)重隱患，如開(kāi)關(guān)端口將真實(shí)存在弧電流并較大時(shí)將造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞。

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作者簡(jiǎn)介：

譚靜（1978—），男，工程師，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司一次專責(zé)。

陳濤（1978—），男，工程師，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司輔助設(shè)備專責(zé)。

馬曉勇（1987—），男，云南電網(wǎng)公司昭通供電局變電站值班員。