一起換流站閥冷工業(yè)補水泵信號上傳異常缺陷的分析和處理方法

(中國南方電網公司超高壓輸電公司昆明局，云南 昆明 650300)

1 前言

換流站閥冷卻系統(tǒng)是換流閥的一個重要組成部分，它將閥體上各元件的功耗發(fā)熱量排放到閥廳外，保證晶閘管運行結溫在正常范圍[1]。而完成熱量排放的關鍵設備是噴淋水池，噴淋水池是否有足夠的外冷水直接關系到閥冷系統(tǒng)的排熱效果，噴淋水池液位超低時，還會作用于閥冷系統(tǒng)跳閘。

自±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)投入以來，一直存在閥冷噴淋水池工業(yè)補水泵啟停SER上傳不正?，F(xiàn)象，運行人員一直無法正確掌握閥冷工業(yè)補水是否正常，嚴重威脅閥冷系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2 缺陷問題描述

2014年5月21日17時50分，±800kV普洱換流站運行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)極I高端閥組閥冷系統(tǒng)在HMI界面中狀態(tài)為告警，SER未報任何告警信號，現(xiàn)場閥冷控制屏也無告警信號。

檢查發(fā)現(xiàn)極I高端閥冷接口屏內DFU410開入的“外冷水補水泵啟動信號”端子一直處于置位狀態(tài)，而實際此時閥冷工業(yè)補水泵處于停止狀態(tài)。

3 缺陷原因分析

3.1 閥冷工業(yè)補水泵控制方式介紹

±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補水泵的啟?？刂坪托盘柹蟼魇且試娏芩匾何桓叩妥鳛榕袚?jù)，噴淋水池安裝有兩個超聲波液位傳感器(LT21、LT22)，兩個液位傳感器分別同時上傳模擬量信號至閥冷控制屏柜AP8和AP9，LT21液位模擬量信號經AI3A和AI3B模擬量輸入模塊分別送至兩套控制屏柜的CPU400，LT22液位模擬量信號經AI6A和AI6B模擬量輸入模塊分別送至兩套控制屏柜的CPU400，CPU400將模擬量信號轉換為數(shù)字量信號，用于上傳工業(yè)補水泵啟停信號至SER[2]。

而工業(yè)補水泵的啟?？刂剖怯绍浕刂破罙P10(以下簡稱AP10)完成，其控制啟停的依據(jù)也是噴淋水池液位，而該液位是由兩個CPU400輸出的液位數(shù)字量，經A03A和A03B模擬量輸出模塊輸出至XJ13A二極管模塊后通過硬接線端子傳至AP10，AP10根據(jù)液位定值設定判斷是否啟停工業(yè)補水泵，工業(yè)補水泵啟停定值見表1[3]，工業(yè)補水泵啟?？刂坪托盘柹蟼麝P系如圖1所示。

表1 閥冷工業(yè)補水泵啟停定值表

圖1 工業(yè)補水泵啟?？刂坪托盘柹蟼麝P系圖

3.2 原因分析

由圖1可以看出，工業(yè)補水泵啟停信號的上傳是由AP8屏柜的CPU400A和AP9拼柜的CPU400B共同完成，而工業(yè)補水泵的實際啟?？刂剖怯葾P10屏柜的CPU200通過勵磁KAW1常開型繼電器閉合觸點實現(xiàn)[2]，由表1可知，三套CPU設置定值完全一致，理想狀態(tài)下可以實現(xiàn)工業(yè)補水泵的啟?？刂坪驼_的SER信號上傳。

然而，在實際中測量數(shù)據(jù)存在偏差，原因是CPU200接收的模擬量信號是由CPU400經過數(shù)模轉換，而后經AO3A、AO3B以及XJ13A二極管模塊處理通過硬接線送達，CPU200接到送來的液位模擬量信號是經過多重處理的模擬量，因而存在細小的測量偏差。

3.2.1 CPU200測量值大于CPU400測量值

當AP10屏柜的CPU200測量液位值大于CPU400時，液位降低時，CPU400先到達65%定值動作，上傳“工業(yè)補水泵啟動”信號至SER，而此時CPU200判斷并未到達65%的補水定值，故而不發(fā)“工業(yè)補水泵啟動”控制命令，此時工業(yè)泵不會啟動，SER接到錯誤的啟泵信號。

隨著噴淋水池不斷蒸發(fā)，實際液位緩慢降低，當CPU200檢測到液位低于65%時，勵磁KAW1發(fā)出“啟泵”命令，進而啟動補水泵使噴淋水池液位緩慢上升，當液位上升至停泵液位78%時，CPU200首先到達定值動作，停止工業(yè)補水泵運行，而此時CPU400尚未到達78%的動作定值，因而不發(fā)“工業(yè)補水泵停止”信號至SER，運行人員從SER認為工業(yè)補水泵一直處于運行狀態(tài)，該情況動作狀態(tài)如圖2所示。

圖2 液位變化控制動作圖

3.2.2 CPU200測量值小于CPU400測量值

當AP10屏柜的CPU200測量液位值小于CPU400時，液位降低時，CPU200先到達65%定值動作，發(fā)出“工業(yè)補水泵啟動”控制命令，而此時CPU400判斷并未到達65%的信號上傳定值，故而不上傳“工業(yè)補水泵啟動”信號至SER，此時工業(yè)補水泵處于啟動狀態(tài)，SER無法接收工業(yè)補水泵啟動信號。

工業(yè)補水泵啟動后，噴淋水池液位緩慢上升，CPU400會先行到達78%停泵定值而發(fā)出“工業(yè)補水泵”停止信號，而此時工業(yè)補水泵仍在運行狀態(tài)，當噴淋水池液位上升至CPU200判斷為78%時，發(fā)出“工業(yè)補水泵停止”命令，停止工業(yè)補水泵的運行，該情況動作狀態(tài)如圖3所示。

圖3 液位變化控制動作圖

4 解決方法

通過以上分析，我們得出這樣的結論，導致工業(yè)補水泵信號不正常的根本原因是兩套CPU接收的液位數(shù)據(jù)存在誤差，而目前尚無好的方法消除這個誤差，再者，同一動作命令和信號由兩套不同的系統(tǒng)發(fā)出本身也存在不合理的因素，所以我們提出工業(yè)補水泵啟停信號和命令統(tǒng)一由AP10屏柜的CPU200發(fā)出，具體改動試驗方法如下：

4.1 改進方法

軟化水控制屏CPU200是通過對屏內KAW1進行勵(失)磁，而發(fā)出的工業(yè)補水泵啟停命令，如果再增加一個與KAW1并聯(lián)的繼電器KAW11實現(xiàn)同時勵(失)磁，由KAW11負責SER信號的上傳，從而達到SER信號與實際運行工況相同的目的。

4.1.1 增加并聯(lián)繼電器KAW11，如圖4所示。

圖4 新增并聯(lián)繼電器前后對照圖

4.1.2 修改SER信號上傳接線

4.1.2.1 AP8屏柜接線修改

取消原AP8屏柜CPU400通過勵磁KC37A繼電器上傳工業(yè)補水泵啟停SER的現(xiàn)狀，改由KAW11繼電器的11、14常開觸點控制，如圖5所示。

4.1.2.2 AP9屏柜接線修改

取消原AP9屏柜CPU400通過勵磁KC37B繼電器上傳工業(yè)補水泵啟停SER的現(xiàn)狀，改由KAW11繼電器的21、24常開觸點控制，如圖6所示。

4.2 修改效果

經過上述修改，最終實現(xiàn)閥冷工業(yè)補水泵啟停信號上傳和控制命令同時由AP10屏柜CPU200完成，如圖7所示。

4.3 試驗結果

采用電位計模擬噴淋水池液位低的方法進行驗證，當液位低于65%時，CPU200發(fā)出“工業(yè)補水泵啟動”信號，此時KAW1與KAW11同時勵磁，工業(yè)補水泵啟動同時SER收到啟泵信號；模擬液位高于78%時，系統(tǒng)自動執(zhí)行反沖洗程序，時間大約7分鐘后，工業(yè)補水泵停止運行同時SER收到停泵信號，SER信號如圖8所示。

圖5 AP8屏柜接線修改前后對照圖

圖6 AP9屏柜接線修改前后對照圖

圖7 修改后工業(yè)補水泵啟?？刂坪托盘柹蟼麝P系圖

圖8 試驗過程SER信號

5 結論

本文通過對±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補水泵啟停信號上傳不正確的原因進行了詳細的分析，找出了導致信號誤報的關鍵點，提出了整改方法，并闡述了實際試驗的效果，事實證明該改進方法確實可行。本文的分析和結論對未來換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補水泵控制和信號上傳設計方式上提供了有力的參考，也為目前存在該設計問題的換流站如何整改提供了借鑒。

[1] 趙畹君.直流輸電[M].浙江大學發(fā)電教研組直流輸電教研組，1982.

[2] 常開忠,禹晉云,顏波,等.±800kV 云廣特高壓直流輸電工程普洱換流站運行規(guī)程[Z].昆明，中國南方電網超高壓輸電公司安寧局，2013.

[3] 王靖，盧志敏，冷明全.糯扎渡至廣東±800kV直流輸電工程普洱換流站換流閥冷卻系統(tǒng)設計手冊[Z]，廣州高瀾節(jié)能技術股份有限公司，2012(7).