龍泉站換流變分接頭檔位出現滑檔故障分析及其預防措施

國網湖北省電力檢修公司 陳 娟

龍泉站換流變分接頭檔位出現滑檔故障分析及其預防措施

國網湖北省電力檢修公司 陳 娟

換流變壓器分接頭調節(jié)功能正確與否直接關系到電網的穩(wěn)定運行，本文通過對龍泉站一起換流變分接頭滑檔故障進行處理及原因分析，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)主機發(fā)出“換流變分接頭不同步”告警。運行人員現場巡視發(fā)現極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。運行人員試分合檔位控制箱內電機電源小開關一次，分接頭未自動同步。后經運行人員手動將極II Y/Y C相分接頭檔位調節(jié)至24檔后，告警復歸。故障出現時雙極3000MW滿負荷運行，之后極II 6臺換流變分接頭再次自動調節(jié)檔位時，未再出現不同步現象。

2.告警邏輯分析

換流變分接頭控制是直流控制系統(tǒng)中的一個重要功能模塊，其作用是通過對換流變分接頭的調節(jié)與控制使得閥側空載直流電壓(Udi0)保持在其參考值附近，防止換流變閥側電壓過高而造成換流閥損壞，此外，分接頭控制還用于確保閥側空載直流電壓(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節(jié)時，控制系統(tǒng)發(fā)出升(降)分接頭指令，由TCC內自動同步功能實現6臺換流變同時動作，分接頭動作期間如在3.5s內未完成三相分接頭同步則發(fā)出不一致告警，同時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：1）同極的6臺換流變中，任意一臺的檔位信號與其它5臺的檔位信號不一致；2）換流變分接頭控制處于自動位置；3）ALLOWRESYNC信號在軟件中常置1；4）換流變的分接頭檔位與6臺換流變檔位平均值TCP不一致。

在正常工況下，換流變分接頭控制處于自動調整模式，從圖1中可以看到，每臺換流變的檔位信號值與6臺換流變檔位平均值TCP做比較，出現檔位不一致的分接頭則根據當前顯示檔位值進行升(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超過10ms，則發(fā)出分接頭檔位不同步報警并閉鎖升(降)檔指令，防止檔位繼續(xù)變化造成保護動作。

3.故障現象分析

換流變分接頭控制柜內調節(jié)連桿帶動機構箱中的電阻盤轉動，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量變送器中轉換成4-20mA的電流信號，通過PS868采樣板模數轉換后，變壓器檔位信號又通過CAN總線送入極控主機，極控主機中的TCC程序根據運行電壓、角度、當前變壓器檔位等信息作出升(降)分接頭的判斷。在整個分接頭動作過程涉及到分接頭檔位上送信號回路、邏輯回路、動作回路三個部分，任何一部分異常將導致分接頭發(fā)生動作不一致結果。

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

1）當極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，均會使傳輸到極控A/B系統(tǒng)的分接頭采集量同時出錯，造成雙系統(tǒng)主機發(fā)出分接頭不同步告警，此時OWS后臺顯示的分接頭檔位應與換流變分接頭實際檔位不一致。而運行人員現場巡視發(fā)現，告警發(fā)出時OWS后臺顯示極II Y/Y C相分接頭檔位與現場一致均為26檔，其余換流變分接頭為24檔，可以排除測量回路(PS868板卡、檔位變送器等)故障的可能性。

2）當極控系統(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升(降)檔繼電器，繼電器勵磁溝通電機運轉回路，最終完成分接頭升(降)檔。若PS853板存在節(jié)點粘連現象或升(降)檔繼電器返回時間過長，均有可能導致?lián)Q流變分接頭檔位連續(xù)變化，出現分接頭“滑檔”現象。

換流變分接頭上送檔位信號和下發(fā)控制指令過程圖如圖2和圖3所示：

圖2 換流變分接頭檔位測量流程圖

圖3 換流變分接頭升(降)檔位控制流程圖

4.結論及預防措施

通過以上詳細分析，可排除換流變檔位測量回路故障的可能性，初步判斷故障原因為檔位控制回路存在故障。若負責升(降)檔指令出口的PS853板存在節(jié)點粘連現象或升(降)檔繼電器返回時間過長，均有可能導致?lián)Q流變分接頭檔位連續(xù)變化，出現“滑檔”現象。

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

[1]姚志松,姚磊.有載分接開關實用手冊.

[2]趙畹君.高壓直流輸電工程技術[M].北京:中國電力出版社,2004.

[3]閻乃臣,趙強.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，三峽大學電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)畢業(yè)，研究生，工程師，現供職于國網湖北省電力檢修公司。