一起換流閥接口設(shè)備故障的典型分析處理

呂攔坡　陳曉　張嘉濤

摘 要：本文主要介紹某換流站一起換流閥接口設(shè)備板卡故障典型分析和處理步驟。

關(guān)鍵詞：換流閥；極控制系統(tǒng)；閥控裝置；接口設(shè)備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.027

0 引言

本文所述故障分析和處理方法具有一定的典型性，可在其它類似故障分析處理中予以借鑒。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某換流站直流系統(tǒng)解鎖運(yùn)行時(shí)，極控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱PCP）通過(guò)閥控裝置（以下簡(jiǎn)稱VCP）向換流閥接口設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱VCU）發(fā)送控制脈沖（CP），換流閥接口設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱VCU）將控制脈沖轉(zhuǎn)換為觸發(fā)脈沖（FP），再通過(guò)高壓光纜發(fā)送至換流閥每個(gè)晶閘管級(jí)的控制單元（以下簡(jiǎn)稱TCU），觸發(fā)每個(gè)晶閘管，實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換，其結(jié)構(gòu)如圖1：

如圖1所示，直流系統(tǒng)解鎖后，PCPA、PCPB均向VCU系統(tǒng)發(fā)出頻率為1MHz的控制脈沖（CP），不同的是，處“Active”狀態(tài)的VCU系統(tǒng)收到控制脈沖（CP）后，在PS900內(nèi)，將PS906板發(fā)回的TCU板回報(bào)信號(hào)（IP）與1.25MHz的高頻信號(hào)調(diào)制后作為回報(bào)信號(hào)（FP）發(fā)回PCP，而處“備用”狀態(tài)的VCU在接收到PCP發(fā)送的控制脈沖（CP）后，PS900板將不接收PS906發(fā)回的IP信號(hào)，但自產(chǎn)一個(gè)周期為20μs的單脈沖，與1.25MHz的高頻信號(hào)調(diào)制后作為回報(bào)信號(hào)（FP）發(fā)回PCP。VCU冗余的觸發(fā)系統(tǒng)的工作原理圖如圖2：

2 故障征象及分析

2.1 故障征象

2016年6月3日，某換流站單元Ⅰ備用極控系統(tǒng)PCPB頻繁報(bào)出“330kV側(cè)VCU接口故障，故障編碼12290”事件，并退出備用。主要事件列表如下：

01：49：25：379 PCP B 330kV側(cè)VCU接口故障編碼12290

01：49：25：379 PCP B 緊急故障出現(xiàn)

01：49：25：380 PCP B 退出備用

01：49：25：380 PCP B 330kV側(cè)VCU接口正常

01：49：25：380 PCP B 緊急故障消失

01：49：55：383 PCP B備用

……

2.2 故障分析

經(jīng)查詢極控制系統(tǒng)邏輯，在系統(tǒng)解鎖后，若備用VCU系統(tǒng)PS900板產(chǎn)生的單脈沖寬度超過(guò)80μs時(shí)，系統(tǒng)即報(bào)出“330kV側(cè)VCU接口故障，故障編碼*****”事件。

故障編碼為一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)后，低12位表示PCP監(jiān)視的12個(gè)閥組的回報(bào)信號(hào)的狀態(tài)，自低位至高位對(duì)應(yīng)閥組為：Y1-Y6，D1-D6，其中：“1”表示回報(bào)信號(hào)故障；“0”表示回報(bào)信號(hào)正常。自第13位起，表示閥組觸發(fā)狀態(tài)，其中：“1”表示閥組觸發(fā)，“0”表示閥組未觸發(fā)，對(duì)應(yīng)閥組與低位對(duì)應(yīng)閥組相同。針對(duì)故障編碼“12290”，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)為：“11 000000000010”，表示在Y橋1號(hào)閥、Y橋2號(hào)閥觸發(fā)時(shí)，發(fā)生Y橋2號(hào)閥回報(bào)信號(hào)故障。

全部故障事件有共同特征如下：

a.故障事件均由處于“備用”狀態(tài)的PCP B報(bào)出，即由VCU B回報(bào)信號(hào)異常導(dǎo)致；

b.所有故障均由Y橋2號(hào)閥回報(bào)信號(hào)異常導(dǎo)致；

c.故障事件從產(chǎn)生到消失為1ms，加上事件延時(shí)時(shí)間5ms，故障存在總周期總計(jì)約為6ms。

根據(jù)上述故障征象，推斷與回報(bào)信號(hào)（FP）相關(guān)的故障點(diǎn)有如下：

a.PCPB DSP板（PS801）、接口板（PS930）；

b.VCPB Y橋2號(hào)閥所在脈沖轉(zhuǎn)接板（PS871）、光電轉(zhuǎn)換板（PS877）；

c.VCUS Y橋2號(hào)閥所在轉(zhuǎn)接板（SWIUP）、光通訊板（PS877）、脈沖轉(zhuǎn)接板（PS871）；

d.VCUB閥控中央單元板（PS900A）；

e.上述板卡間通信電纜或光纖。

2.3 故障排查

2.3.1 控制脈沖（CP）異常排查

由控制脈沖（CP）異常導(dǎo)致回報(bào)信號(hào)（FP）異?！，F(xiàn)場(chǎng)從2個(gè)電信號(hào)接口即PCPB柜內(nèi)接口板（PS930）、VCU柜內(nèi)Y橋2號(hào)閥所在脈沖轉(zhuǎn)接板（PS871）接入CP/FP電接口專用測(cè)試線進(jìn)行錄波，錄波顯示PCPB能夠正確對(duì)Y橋2號(hào)閥發(fā)出控制脈沖（CP），并能夠下達(dá)至VCUB Y橋2號(hào)閥所在脈沖轉(zhuǎn)接板（PS871），排除了控制脈沖（CP）下發(fā)回路及板卡故障，如圖3：

2.3.2 板卡間通信電纜或光纖故障排查

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)VCU柜內(nèi)對(duì)調(diào)VCPB Y橋2號(hào)閥、Y橋5號(hào)閥所在光電轉(zhuǎn)換板（PS877）回報(bào)信號(hào)（FP）光纖。光纖對(duì)調(diào)后故障發(fā)生轉(zhuǎn)移，基本上排除了PCP至VCUS之間的故障點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)VCPB光電轉(zhuǎn)換板（PS877）與VCUS轉(zhuǎn)接板（SWIUP）之間Y橋2號(hào)閥回報(bào)信號(hào)光纖進(jìn)行了更換，故障仍存在，排除了此段光纖故障可能性。

至此，排除了VCU系統(tǒng)之外的板卡、板卡間通信電纜或光纖故障，故障點(diǎn)應(yīng)在VCU柜內(nèi)。

2.3.3 VCUB閥控中央單元板（PS900）故障排查

由于Y橋2號(hào)閥回報(bào)信號(hào)（FP）由VCUB閥控中央單元板（PS900）自產(chǎn)一個(gè)周期為20μs的單脈沖，與1.25MHz的高頻信號(hào)調(diào)制后發(fā)回PCPB，可能與閥控中央單元板（PS900）相關(guān)，現(xiàn)場(chǎng)在其回報(bào)信號(hào)（FP）輸出端接入CP/FP電接口專用測(cè)試線進(jìn)行錄波，波形顯示VCUB閥控中央單元板（PS900）發(fā)回的回報(bào)信號(hào)（FP）正常，如圖4：

測(cè)試結(jié)果排除了VCUB閥控中央單元板（PS900A）板卡故障。至此，除VCUB Y橋2號(hào)閥所在光通訊板（PS877）外，所有故障點(diǎn)可能性均已排除，可確定該光通訊板故障。

3 故障處理

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)VCUB Y橋2號(hào)閥所在光通訊板（PS877）進(jìn)行了更換，更換后故障消除，運(yùn)行至今未再次報(bào)出。

4 反措及建議

（1）對(duì)板卡類備件進(jìn)行清查，確保備品備件齊全并處于可用狀態(tài)，清查重點(diǎn)為：板卡程序是否正確下載；板卡跳線針腳是否完好，跳線模塊是否齊全；

（2）直流系統(tǒng)停運(yùn)檢修期間對(duì)閥控系統(tǒng)備用光纖進(jìn)行維護(hù)和測(cè)試，確保備用光纖處可用狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

該起故障處理涉及環(huán)節(jié)多，分析定位較為困難，通過(guò)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試和排除最終查明了故障原因并進(jìn)行了進(jìn)一步測(cè)試，該故障具有一定的典型性，可在其它類似故障分析處理中予以借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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