膠東換流站非電量保護(hù)“三取二”邏輯改造

楊　勇，張　鵬，范立明，于　洋（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南　250021）

膠東換流站非電量保護(hù)“三取二”邏輯改造

楊勇，張鵬，范立明，于洋
（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南250021）

2010年膠東換流站投運(yùn)時(shí)，膠東換流站換流變壓器非電量保護(hù)采用“雙重化”配置，當(dāng)有一套保護(hù)或者現(xiàn)場(chǎng)的非電量保護(hù)跳閘接點(diǎn)誤動(dòng)時(shí)，會(huì)造成單極閉鎖，對(duì)山東電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來重大影響。因此，對(duì)換流變壓器非電量保護(hù)進(jìn)行“三取二”邏輯改造，即當(dāng)三個(gè)跳閘接點(diǎn)中的兩個(gè)跳閘接點(diǎn)導(dǎo)通時(shí)，才允許出口閉鎖直流，大大減少了因保護(hù)設(shè)備或跳閘接點(diǎn)誤動(dòng)帶來的安全隱患。膠東換流站直流場(chǎng)非電量保護(hù)也存在類似的問題，故也對(duì)其進(jìn)行了“三取二”邏輯改造。

直流輸電；換流變壓器；直流場(chǎng)；非電量保護(hù)；“三取二”跳閘邏輯改造

0　引言

±660 kV銀東直流輸電工程是山東省實(shí)施 “外電入魯”戰(zhàn)略的標(biāo)志性工程，工程建成之后雙極4 000MW滿負(fù)荷運(yùn)行，年送電量達(dá)300億kWh，承擔(dān)著山東省近1/10的供電負(fù)荷，經(jīng)濟(jì)效益顯著［1-2］。

變壓器非電量保護(hù)包括瓦斯保護(hù)、壓力釋放閥保護(hù)、分接頭壓力繼電器保護(hù)、油溫保護(hù)［3-5］，其直流場(chǎng)非電量保護(hù)包括閥廳穿墻套管SF6壓力保護(hù)、直流分壓器SF6壓力保護(hù)及極Ⅱ母線電流互感器SF6壓力保護(hù)，均采用“雙重化”配置，不滿足《國(guó)家電網(wǎng)公司防止直流換流站單、雙極強(qiáng)迫停運(yùn)二十一項(xiàng)反事故措施》中直流系統(tǒng)非電量保護(hù)應(yīng)按照“三取二”原則出口的要求。因此在年度檢修期間，膠東換流站按照國(guó)家電網(wǎng)公司 《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)直流換流站遺留隱患治理的通知》進(jìn)行換流變壓器、直流場(chǎng)非電量三取二改造工作。

1　換流變壓器非電量保護(hù)“三取二”邏輯改造

1.1瓦斯保護(hù)配置

膠東站換流變壓器壓器各種非電量保護(hù)原理相同，即當(dāng)達(dá)到動(dòng)作條件，保護(hù)接點(diǎn)閉合，保護(hù)跳閘出口。以換流變壓器瓦斯保護(hù)為例進(jìn)行說明。共有7個(gè)瓦斯繼電器，分別位于油箱主體、網(wǎng)側(cè)首尾端、閥側(cè)首尾端和有載分接開關(guān)。每個(gè)瓦斯繼電器有4個(gè)接點(diǎn)，其中：1個(gè)接點(diǎn)為輕瓦斯保護(hù)，只發(fā)報(bào)警信號(hào)；另3個(gè)接點(diǎn)為重瓦斯保護(hù)，發(fā)報(bào)警和跳閘信號(hào)。

輕瓦斯保護(hù)原理為：發(fā)生電弧、短路和過熱時(shí)，產(chǎn)生大量氣體，氣體聚集在氣體繼電器上部，使油面降低，當(dāng)油面降低到一定程度時(shí)，上浮球下沉，使控制接點(diǎn)接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)［6］。

重瓦斯保護(hù)原理為：換流變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障（例如電弧）時(shí)，油體積會(huì)急劇增大，油流沖擊擋板，擋板偏轉(zhuǎn)并帶動(dòng)板后的連動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)上升，使控制接點(diǎn)接通，發(fā)出跳閘信號(hào)。

1.2非電量“三取二”邏輯改造

改造前換流變壓器非電量保護(hù)邏輯如圖1所示。換流變壓器非電量“三取二”邏輯改造前，換流變壓器非電量保護(hù)采用“雙重化”配置，當(dāng)有一套保護(hù)動(dòng)作，即跳閘出口時(shí)，若瓦斯保護(hù)一個(gè)接點(diǎn)閉合，換流變壓器非電量保護(hù)裝置SBH106A動(dòng)作，跳閘出口，閉鎖直流系統(tǒng)，存在瓦斯接點(diǎn)誤動(dòng)引起直流系統(tǒng)閉鎖的隱患，不滿足《國(guó)家電網(wǎng)公司防止直流換流站單、雙極強(qiáng)迫停運(yùn)二十一項(xiàng)反事故措施》中直流系統(tǒng)的非電量保護(hù)應(yīng)按照 “三取二”原則出口配置的要求。因此，在年度檢修期間對(duì)換流變壓器非電量保護(hù)進(jìn)行改造，在原有的兩副跳閘接點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增加一副跳閘接點(diǎn)，每個(gè)跳閘接點(diǎn)分別送至非電量保護(hù)屏內(nèi)后，通過重動(dòng)裝置（DCD-100）擴(kuò)展成兩副跳閘接點(diǎn)，再送入SBH-106A。由SBH-106A型非電量保護(hù)裝置的CPU進(jìn)行三取二邏輯判斷，判斷滿足條件后跳閘出口。原理電路如圖2所示。

圖1　改造前換流變壓器非電量保護(hù)邏輯

圖2　改造后換流變壓器非電量保護(hù)邏輯

2　直流場(chǎng)非電量保護(hù)“三取二”邏輯改造

2.1直流場(chǎng)非電量保護(hù)配置

直流場(chǎng)非電量保護(hù)包括極Ⅰ、Ⅱ閥廳穿墻套管SF6壓力保護(hù)，極Ⅰ、Ⅱ極母線直流分壓器SF6壓力保護(hù)，極Ⅰ、Ⅱ極中性母線直流分壓器SF6壓力保護(hù)，極Ⅰ、Ⅱ極出線光CT SF6壓力保護(hù)共8組非電量保護(hù)，其原理相同，即當(dāng)SF6壓力降低到一定程度時(shí)，保護(hù)接點(diǎn)閉合，保護(hù)跳閘出口，故以極Ⅰ穿墻套管為例進(jìn)行說明。

2.2穿墻套管SF6壓力保護(hù)

直流場(chǎng)穿墻套管一側(cè)連接閥廳內(nèi)換流閥設(shè)備，另一側(cè)連接閥廳外直流場(chǎng)內(nèi)直流設(shè)備，在穿墻套管內(nèi)的導(dǎo)體外用SF6氣體絕緣，當(dāng)SF6氣體壓力低于3 bar時(shí)報(bào)警，低于1 bar時(shí)跳閘閉鎖直流系統(tǒng)。SF6壓力保護(hù)跳閘改造前，只有一個(gè)壓力表，當(dāng)壓力低于1bar時(shí)發(fā)出跳閘命令，不滿足《國(guó)家電網(wǎng)公司防止直流換流站單、雙極強(qiáng)迫停運(yùn)二十一項(xiàng)反事故措施》中直流系統(tǒng)的非電量保護(hù)應(yīng)按照“三取二”原則出口配置的要求。為此，在年度檢修期間對(duì)其進(jìn)行了非電量保護(hù)進(jìn)行改造，但因現(xiàn)場(chǎng)條件限制，無法接入3個(gè)壓力表，只能接入2個(gè)。為實(shí)現(xiàn)“三取二”原則，將2個(gè)壓力表的告警、跳閘分別取 “與”，跳閘接點(diǎn)取“與”，這樣構(gòu)成3個(gè)跳閘信號(hào)；3個(gè)跳閘信號(hào)分別接入3個(gè)重動(dòng)繼電器，將1個(gè)接點(diǎn)的信號(hào)擴(kuò)展為2個(gè)完全相同的信號(hào)，送入非電量保護(hù)裝置SBH-106A進(jìn)行“三取二”邏輯判斷；當(dāng)3個(gè)跳閘接點(diǎn)的任意2個(gè)接點(diǎn)回路導(dǎo)通，SBH-106A動(dòng)作跳閘，如圖3所示。

圖3　閥廳穿墻套管改造前的非電量保護(hù)邏輯

圖4　閥廳穿墻套管改造后的非電量保護(hù)邏輯

3　結(jié)語

膠東換流站直流系統(tǒng)非電量保護(hù)“三取二”邏輯改造后提高了保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，大大降低直流系統(tǒng)非電量保護(hù)跳閘回路異常導(dǎo)致單極閉鎖的概率，提高了整個(gè)直流輸電系統(tǒng)保護(hù)的可靠性［4］，對(duì)于維護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性有重要意義［5］。此方法對(duì)其他直流換流站直流系統(tǒng)非電量改造，及新建特高壓直流輸電系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理提供了重要參考［6］。

［1］劉本粹.西北電網(wǎng)外送暨寧東—山東±660 kV高壓直流聯(lián)網(wǎng)示范工程淺議［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2010，26（1）：9-13.

［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，2010.

［3］國(guó)網(wǎng)電網(wǎng)公司運(yùn)維檢修部.直流換流站運(yùn)維技能培訓(xùn)教材換流站運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2012.

［4］黃曉明.提高特高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性措施［J］.電力設(shè)計(jì)，2007（2）：65-69.

［5］王春成.高壓直流輸電改進(jìn)后的雙重化保護(hù)冗余配置方案［J］.中國(guó)電力，2014，47（6）：18-21.

［6］張全元.變電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問答［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2007.

“Selecting 2 from 3”Logic Transformation for Non-electricity Protection in Jiaodong Converter Station

YANG Yong，ZHANG Peng，F(xiàn)AN LiMing，YU Yang
（State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250021，China）

The“double”configuration is adopted for the transformer non-electricity protection in Jiaodong converter station after the commissioning in 2010.Amisoperation of one protection device or a contactof non-electricity protection tripping can cause unipolar atresia，which canmake significants impacts to the security and stability of Shandong power grid.“Selecting 2 from 3”tripping logic transformation，that is to say，the export blocking DC is allowed only when two of three trip contacts are conduction，is adopted for the transformer non-electricity protection to reduce dangers caused by wrong tripping signals mostly in Jiaodong converter station.

HVDC；converter；DC field；non-electricity Protection；“selecting 2 from 3”tripping logic transformation

TM721.1

B

1007-9904（2016）04-0058-03

2015-11-17

楊勇（1986），男，從事高壓交直流系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)工作；

張鵬（1982），男，工程師，從事高壓交直流系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)工作；

范立明（1984），男，工程師，從事高壓交直流系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)工作；

于洋（1986），男，從事高壓交直流系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)工作。