換流變冷卻器全停對(duì)高壓直流系統(tǒng)影響

劉潯 艾亮 成川 陳飛 饒洪林 吳雙

摘 要：換流變目前被廣泛使用在常規(guī)高壓直流中。換流變的冷卻系統(tǒng)主要是油泵、風(fēng)扇和輔助電源組成。這些部件的可靠運(yùn)行為換流變及直流輸電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障。下面針對(duì)某換流站情況，分析換流變冷卻器全停對(duì)直流系統(tǒng)的影響。

關(guān)鍵詞：換流變；冷卻系統(tǒng)；高壓直流

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.145

1 換流變冷卻器投切邏輯

某站換流變?cè)O(shè)計(jì)共有冷卻器6組。其中滿負(fù)荷3000WM運(yùn)行情況時(shí)，5組冷卻器投入使用即可滿足要求，一組可作為備用。換流變冷卻器控制柜內(nèi)冷卻器控制電源為兩路400V交流電源，兩路電源互為備用，可相互切換使用。一旦一路工作電源因?yàn)檫M(jìn)線或者出線電纜故障，勢(shì)必要斷開總電源進(jìn)行事故處理，此時(shí)必然存在冷卻器全停的情況。冷卻器的投切主要依據(jù)直流系統(tǒng)解鎖、繞組溫度、頂部油溫和直流負(fù)荷來決定。其投切邏輯為：

（1） 直流系統(tǒng)一解鎖，立即投入一組冷卻器；正常運(yùn)行時(shí)根據(jù)繞組溫度或頂部油溫的大小投入冷卻器；另當(dāng)直流電流超過2250A時(shí)增投一組冷卻器，超過3000A時(shí)再增投一組冷卻器。

（2）冷卻器退出為先投先退原則，當(dāng)頂部油溫低于設(shè)定值，即切除先投入的一組冷卻器。直流系統(tǒng)解鎖時(shí)，按照1-2-3-4-5-6順序工況投切，每隔一周投入下一組冷卻器，同時(shí)退出一組冷卻器。

冷卻器投退表如下：

2 冷卻器全停對(duì)直流系統(tǒng)影響分析

（1）從實(shí)際運(yùn)行情況來看，在直流雙極滿負(fù)荷3000MW運(yùn)行情況下，平抗油溫一般為80℃左右，繞組溫度為100℃左右，正常運(yùn)行中切除一組運(yùn)行的冷卻器油溫和繞組溫度有上升5-10℃。所以在冷卻器全停的情況下，在很大程度上會(huì)引起平抗油溫和繞組溫度的升高，并在條件惡劣的情況下，平抗溫度升高到一程度時(shí)（油溫大于110℃跳閘，繞組溫度大于140℃跳閘）會(huì)直接威脅直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至停運(yùn)。

（2）從軟件邏輯分析冷卻器全停對(duì)控制保護(hù)系統(tǒng)MACH2系統(tǒng)的影響。從軟件邏輯分析可以得知冷卻器全停不會(huì)引起ERCS（換流變電子控制系統(tǒng)）本身系統(tǒng)間的相互切換，也就不會(huì)影響直流控制保護(hù)系統(tǒng)PCP（極控制保護(hù)系統(tǒng)）之間的切換。因?yàn)閲?yán)重故障的邏輯判別中只是對(duì)極控制保護(hù)系統(tǒng)PCPA和PCPB的通訊是否故障、平抗跳閘電源OK信號(hào)是否正常、頂部底部油溫是否測(cè)量錯(cuò)誤四個(gè)信號(hào)進(jìn)行判別，無冷卻器的相關(guān)信號(hào)；微小故障的邏輯判別中也只是對(duì)極控制保護(hù)系統(tǒng)PCPA和PCPB的通訊是否故障、平抗油位是否測(cè)量錯(cuò)誤、在線監(jiān)測(cè)裝置是否測(cè)量錯(cuò)誤三個(gè)信號(hào)進(jìn)行了判別，也無冷卻器的相關(guān)信號(hào)。

（3）從軟件邏輯分析冷卻器全停對(duì)直流控制保護(hù)系統(tǒng)的影響。從軟件邏輯分析冷卻器全停故障，會(huì)影響直流系統(tǒng)的過負(fù)荷能力。

極控制保護(hù)PCP系統(tǒng)軟件中冷卻器系統(tǒng)不冗余信號(hào)送OLL邏輯（直流過負(fù)荷邏輯）及三峽安控SSC裝置，三峽安控裝置作為極冷卻器系統(tǒng)是否可用的開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行直流系統(tǒng)狀態(tài)的判斷，但目前三峽安控裝置只有直流故障或線路故障時(shí)的相關(guān)策略，未實(shí)現(xiàn)直流調(diào)制功能，所以只會(huì)引起三峽安控裝置的開入變位報(bào)警。

（4）影響直流過負(fù)荷邏輯介紹。在正常運(yùn)行過程中，當(dāng)直流線路電流標(biāo)么值大于環(huán)溫系數(shù)時(shí)，短時(shí)過負(fù)荷啟動(dòng)。

溫度系數(shù)是指用環(huán)溫及閥廳溫度換算成當(dāng)前最大負(fù)荷電流標(biāo)幺值。是由環(huán)溫及閥廳溫度分別換算成電流參考值后取其中最小值得到的。溫度系數(shù)在計(jì)算時(shí)需要考慮冷卻塔、換流變風(fēng)機(jī)、平抗風(fēng)機(jī)的冗余情況。當(dāng)任一一種冗余失去后環(huán)溫系數(shù)將減小，即當(dāng)前最大負(fù)荷電流值將減小，使得滿足過負(fù)荷條件的直流電流值變小，降低了直流系統(tǒng)的功率輸出能力。

依據(jù)環(huán)境以及系統(tǒng)運(yùn)行的工況我們可以分析在換流變冷卻器失去冗余時(shí)就會(huì)對(duì)直流過負(fù)荷造成影響。

3 結(jié)語

綜上所述，某站冷卻器全停對(duì)直流系統(tǒng)的直接影響是影響直流系統(tǒng)的過負(fù)荷能力。對(duì)直流系統(tǒng)的間接影響是在冷卻器全停的情況下，在一定程度上會(huì)引起平抗油溫和繞組溫度的升高，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)（油溫大于110℃跳閘，繞組溫度大于140℃跳閘）會(huì)威脅直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

此外鑒于實(shí)際的運(yùn)行維護(hù)，換流變以及換流變冷卻器控制電源硬件回路的連接、金距方面以及電源開關(guān)的容量方面的設(shè)計(jì)要求對(duì)于冷卻器的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到十分關(guān)鍵的作用，這些方面的設(shè)計(jì)以及施工的完整性都直接影響平抗冷卻器的安全運(yùn)行從而進(jìn)一步影響直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：劉?。?981-），男，江西九江人，副高級(jí)工程師，研究方向：高壓直流二次系統(tǒng)。