換流站換流變分接頭常見檔位異常分析

鄭 華，姚其新，劉 潯，黃瑤玲，吳 萍

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司，湖北 武漢 430050）

1 分接頭檔位測量原理

換流站換流變分接頭檔位測量原理為：分接頭傳動桿安裝有兩個電阻盤，每個檔位對應(yīng)不同的電阻值[1-2]。當(dāng)分接頭動作時，電阻盤隨傳動桿轉(zhuǎn)動，輸出當(dāng)前檔位對應(yīng)的電阻值至檔位變送器，由檔位變送器將輸入的電阻量轉(zhuǎn)換成4-20 mA信號量，再送至對應(yīng)換流變電子控制系統(tǒng)（ETCS）的模擬量采集板（PS868），經(jīng)過信號處理板（PS830）程序計算后得到本系統(tǒng)分接頭檔位測量值TCP如圖1。

換流變分接頭檔位的計算邏輯為：PS868板采集到對應(yīng)檔位的4-20 mA電流量后，將測量值送至PS830板中，通過計算、補(bǔ)償后得到檔位校準(zhǔn)值TCP_ADJUST，再換算取整后得到分接頭檔位值TCP[3]。

圖2 中，檔位校準(zhǔn)值TCP_ADJUST和分接頭檔位值TCP均為整型變量，TCP=TCP_ADJUST/1000000取整。為保證分接頭檔位值TCP與實際檔位一致，檔位校準(zhǔn)值TCP_ADJUST應(yīng)在兩檔中間值附近時，受到測量誤差的影響最小。例如實際檔位為19檔時，TCP_ADJUST應(yīng)在19000000與20000000的中間值19500000附近，TCP=19.5取整，為19檔；若TCP_ADJUST長期接近20000000，則因為板卡測量誤差或變送器輸出誤差等原因，極易導(dǎo)致某一時刻TCP_ADJUST超過20000000，使得分接頭檔位值TCP變?yōu)?0。

2 檔位異常分析

2.1 電阻盤接觸不良

當(dāng)出現(xiàn)電阻盤接觸不良時，可能會導(dǎo)致電阻值偏大或是測量回路斷開[4]。由于在軟件中設(shè)置了上下限制，小于輸出電流4 mA時會直接報傳感器故障，并保持檔位值與之前一致。通過以上報警可判斷電阻盤接觸不良的異常。由于電阻盤內(nèi)各電阻安裝比較緊密，對觸點進(jìn)行處理時存在誤碰的風(fēng)險，所以需要將對應(yīng)換流變電子控制設(shè)備打至試驗狀態(tài)。

2.2 檔位變送器異常

2016年11月，龍泉站OWS事件記錄發(fā)極II Y/D C相換流變分接頭檔位不一致告警，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)極II Y/D C相換流變分接頭檔位在20檔，其余相在19檔?，F(xiàn)場檢查極II Y/D C相換流變分接頭檔位，實際檔位與其他相一致為19檔，而OWS后臺顯示檔位為20檔。登錄極II Y/D C相ETCS A系統(tǒng)板卡（運行系統(tǒng)）檢查軟件中分接頭檔位值，發(fā)現(xiàn)檔位測量值TCP為20，比實際值高一檔。

將極II Y/D C相ETCS A系統(tǒng)切換至備用，B系統(tǒng)切換至值班，檔位不一致告警消除，OWS后臺顯示檔位值與就地一致均為19檔。登錄極II Y/D C相ETCS B系統(tǒng)板卡，發(fā)現(xiàn)檔位測量值TCP恢復(fù)至19檔。檢查極II Y/D C相A系統(tǒng)PS868板卡及檔位變送器，發(fā)現(xiàn)變送器輸出4-20 mA電流偏大，PS868板卡測量值偏小，最終更換了PS868板卡及檔位變送器，更換后極II Y/D C相ETCS A系統(tǒng)檔位測量值恢復(fù)正常。在更換后需調(diào)節(jié)檔位測量值的最大值和最小值分別對應(yīng)電流輸出的4 mA和20 mA，并且分別將對應(yīng)的電阻值寫入信號處理板（PS830）中。

圖1 換流變分接頭檔位測量示意圖Fig.1 Converter transformer tap stalls schematic diagram of measurement

圖2 換流變分接頭檔位值TCP計算邏輯圖Fig.2 Converter transformer tap stalls TCP value calculation logic diagram

圖3 故障狀態(tài)下極II Y/D C相ETCS A系統(tǒng)分接頭檔位測量值Fig.3 The measuring value of a system tap stalls，ETCS of C phase,Y/D,pole II

2.3 模擬量采集板異常

2017年09月，宜都站OWS報極IIY/Y A相換流變“分接頭未同步”，現(xiàn)場檢查極I Y/D C相換流變分接頭在18檔，其余換流變均在19檔。經(jīng)過對換流變分接頭控制回路及軟件邏輯的綜合分析，讀取模擬量采集板(PS868)輸入電流值正常，而后臺讀取的采樣值偏小，可以判定最終確定換流變分接頭測量回路的采樣板卡故障。由于PS868板內(nèi)部采用光隔元件，在長時間工作后老化比較明顯，對測量會造成影響。

2.4 回路升降檔繼電器故障

2016年08月宜都站在執(zhí)行功率升降的過程中，OWS報極IY/D C相換流變“分接頭未同步”，現(xiàn)場檢查極I Y/D C相換流變分接頭在20檔，其余換流變均在21檔。故障發(fā)生后，檢查后臺檔位采樣值正常，變送器電流輸入值正常。就地進(jìn)行升降操作發(fā)現(xiàn)，換流變分接頭升檔執(zhí)行回路中升檔接觸器故障，導(dǎo)致?lián)Q流變分接頭升檔操作無法完成，現(xiàn)場更換升檔接觸器后故障消除，分接頭恢復(fù)至21檔運行。對舊繼電器進(jìn)行試驗發(fā)現(xiàn)操作較卡澀，可能會導(dǎo)致滑檔出現(xiàn)，即到目標(biāo)檔位后繼電器不能復(fù)位，造成檔位繼續(xù)下降?；瑱n會造成換流變?nèi)嚯娏鞑黄胶?，差流過大時可能會導(dǎo)致保護(hù)動作[5]，影響直流系統(tǒng)的可靠運行。

2.5 結(jié)論

換流變分接頭的檔位值雖然采用了A、B雙套系統(tǒng)測量，但出現(xiàn)單系統(tǒng)測量異常時，系統(tǒng)沒有有效的手段檢測是否是測量故障導(dǎo)致異常，還是分接頭真實存在滑檔、跳檔現(xiàn)象。出現(xiàn)異常時A、B套系統(tǒng)并不會自動切換，故障系統(tǒng)繼續(xù)運行。同時極控系統(tǒng)中的三相換流變的實際檔位值是按照三相檔位測量值的和取平均來計算。一旦某一相的檔位測量值偏差過大時，會直接改變系統(tǒng)中的實際檔位值，從而導(dǎo)致系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)三相檔位與計算實際檔位值一致。這時可能會造成現(xiàn)場的三相擋位不一致，引起三相電流不平衡等嚴(yán)重后果。所以在換流變分接頭檔位出現(xiàn)異常時，應(yīng)首先考慮將分接頭控制打至手動位置，再通過檢查現(xiàn)場各相換流變實際檔位，進(jìn)行分相調(diào)節(jié)確保三相分接頭檔位一致后再進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

針對分接頭檔位異常常用的檢查手段有：

（1）比對現(xiàn)場分接頭檔位和后臺顯示檔位，判斷檔位測量回路是否正常；

（2）切換極控制系統(tǒng)，排除測量回路異常對檔位控制的影響；

（3）讀取后臺分接頭檔位的模擬量采樣，確認(rèn)采樣數(shù)據(jù)正常；

（4）讀取變送器輸出電流值，確認(rèn)電阻盤輸出正常；

（5）通過就地操作，檢查升降檔繼電器性能正常。

通過以上幾種分析方法可以快速準(zhǔn)確的找出換流變檔位故障原因，制定正確的故障處理方案，有效避免由于檔位異常造成事故擴(kuò)大。

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