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500kV換流變分接頭檔位變送器單路供電的隱患及改進方法分析

作時間:2019-02-22  來源:  作者:
   

 引言:換流站直流控制保護系統均配置為冗余的系統,相應的,系統中各關鍵元件的電源也分別取自兩條相互好立的母線,且互不影響。不采用單路電源供電的原因是為了防止當電源失電時,控制系統中的冗余設備同時失效,導致產生嚴重的后果。在ABB設計的換流站中,換流變壓器的分接頭檔位采集回路存在單路供電的情況,主要是檔位變送器為單路工作電源設計。本文以江陵換流站為例詳細描述了這一重大隱患,并探討了相應的改進方法。vB3壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
1 硬件回路描述
江陵站雙極110V直流負荷屏采用的是兩電三充的接線方式,即兩組蓄電池G1、G2,三臺充電機U1、U2、U3,其中A路直流電源取自母線W1,B路直流電源取自母線W2,A、B兩路電源相互好立,互不影響。而C路直流電源可取自母線W1,也可取自母線W2,由一切換把手S01進行選擇。換流變分接開關檔位變送器工作電源便是取自C路電源。如圖1所示:
 
以極1為例,一路110V直流電源經EC屏換流變檔位控制電源小開關F首先送至冷卻器控制柜,經端子X101:1、2轉接后再送至分接開關機構箱內,同時給兩個檔位變送器提供工作電源。當分接開關動作時,與機構相連的兩個圓盤電阻盤同時轉動,類似于滑動變阻器,輸出兩個相同的電阻值分別送給兩個檔位變送器。檔位變送器的主要作用是將輸入的電阻量轉換成4-20mA信號量,其中一個送給ETCS A系統PS868測量板,另一個送給ETCS B系統PS868測量板,經過PS830板邏輯計算后由總線傳輸給極控系統。如圖2所示。
 
2 軟件邏輯描述
換流變分接頭檔位的計算邏輯如圖3所示,PS868板采集到對應檔位的4-20mA電流量后送至PS830板中,通過積分變換后乘以計算因子,再經過補償計算,非常后得到實際檔位值TCP。
 
在極控主機程序中,配置有較多的直流保護,且部分保護會受換流變分接頭檔位TCP變化的影響,會使得保護計算結果出現變化,甚至影響程序中保護判據的選擇。涉及到換流變分接頭檔位的主要有以下保護:
 
1)電壓應力保護
查看保護邏輯,得出電壓應力保護動作判據如下:式中,UAC為單極六臺換流變中的非常大值,保護的動作后果為單極閉鎖。
 
3 隱患分析
由上述保護動作邏輯判據可知,當換流變分接頭檔位TCP發生變化時,會引起判據計算結果出現相應變化。設備正常運行時,若換流變分接頭檔位TCP突然出現大幅變化,勢必對保護邏輯計算造成嚴重影響。極控系統為冗余系統設計,若控制系統其中一臺主機或某塊板卡故障造成換流變分接頭采樣值TCP出現大幅變化時,可能使得保護判據滿足而達到動作出口條件,這時控制系統會進行系統切換,故障系統會退出運行,確保保護不會誤動作。但根據換流變分接開關檔位采集示意圖可知,兩個檔位變送器工作電源取自同一路110V直流。若出現以下情況之一,兩個檔位變送器會同時失電,可能引起保護誤動:
1)110V直流EC屏上換流變檔位控制電源小開關F跳閘;
2)冷卻器控制柜內X101:1、2端子接線松動;
3)分接開關機構箱內X1:1、2端子上的并接線松動。
 
當兩個檔位變送器同時失電后,A/B系統均無法采集到正確的TCP檔位值,此時極控兩套系統均可能因TCP出現大幅變化而使得保護判據滿足,動作出口閉鎖直流或引起功率回降,這也違背了《防止直流換流站單、雙極強迫停運二十一項反事故措施》中2.2.3的規定:每套保護輸入、輸出模塊采用兩套電源同時供電;相互冗余的保護中各裝置的兩路電源應分別取自不同的直流母線。
 
4 改進方法分析
根據現有設計,解決換流變分接頭檔位變送器單路供電的隱患可以從軟件和硬件兩方面來考慮:
1)通過修改軟件,使得在兩個檔位變送器同時失電時,程序中當前檔位值能保持住。但此方法可能存在一定的弊端,當換流變分接頭實際位置發生改變時,程序中采集到的檔位值便不是真實有效值,是否可行有待驗證。
2)重新敷設電纜,把原來僅有的一路取自EC屏的電源改成分別取自EA屏和EB屏兩路電源,其中一個檔位變送器由A路電源供電,另一檔位變送器由B路電源供電。此方法可從根本上解決單路供電存在的隱患,一勞永逸。
 
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