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500kV换流变分接头档位变送器单路供电的隐患及改进方法分析

作时间:2019-02-22  来源:  编辑:
   

 引言:换流站直流控制保护系统均配置为冗余的系统,相应的,系统中各关键元件的电源也分别取自两条相互好立的母线,且互不影响。不采用单路电源供电的原因是为了防止当电源失电时,控制系统中的冗余设备同时失效,导致产生严重的后果。在ABB设计的换流站中,换流变压器的分接头档位采集回路存在单路供电的情况,主要是档位变送器为单路工作电源设计。本文以江陵换流站为例详细描述了这一重大隐患,并探讨了相应的改进方法。vB3压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

 
1 硬件回路描述
江陵站双极110V直流负荷屏采用的是两电三充的接线方式,即两组蓄电池G1、G2,三台充电机U1、U2、U3,其中A路直流电源取自母线W1,B路直流电源取自母线W2,A、B两路电源相互好立,互不影响。而C路直流电源可取自母线W1,也可取自母线W2,由一切换把手S01进行选择。换流变分接开关档位变送器工作电源便是取自C路电源。如图1所示:
 
以极1为例,一路110V直流电源经EC屏换流变档位控制电源小开关F首先送至冷却器控制柜,经端子X101:1、2转接后再送至分接开关机构箱内,同时给两个档位变送器提供工作电源。当分接开关动作时,与机构相连的两个圆盘电阻盘同时转动,类似于滑动变阻器,输出两个相同的电阻值分别送给两个档位变送器。档位变送器的主要作用是将输入的电阻量转换成4-20mA信号量,其中一个送给ETCS A系统PS868测量板,另一个送给ETCS B系统PS868测量板,经过PS830板逻辑计算后由总线传输给极控系统。如图2所示。
 
2 App逻辑描述
换流变分接头档位的计算逻辑如图3所示,PS868板采集到对应档位的4-20mA电流量后送至PS830板中,通过积分变换后乘以计算因子,再经过补偿计算,非常后得到实际档位值TCP。
 
在极控主机程序中,配置有较多的直流保护,且部分保护会受换流变分接头档位TCP变化的影响,会使得保护计算结果出现变化,甚至影响程序中保护判据的选择。涉及到换流变分接头档位的主要有以下保护:
 
1)电压应力保护
查看保护逻辑,得出电压应力保护动作判据如下:式中,UAC为单极六台换流变中的非常大值,保护的动作后果为单极闭锁。
 
3 隐患分析
由上述保护动作逻辑判据可知,当换流变分接头档位TCP发生变化时,会引起判据计算结果出现相应变化。设备正常运行时,若换流变分接头档位TCP突然出现大幅变化,势必对保护逻辑计算造成严重影响。极控系统为冗余系统设计,若控制系统其中一台主机或某块板卡故障造成换流变分接头采样值TCP出现大幅变化时,可能使得保护判据满足而达到动作出口条件,这时控制系统会进行系统切换,故障系统会退出运行,确保保护不会误动作。但根据换流变分接开关档位采集示意图可知,两个档位变送器工作电源取自同一路110V直流。若出现以下情况之一,两个档位变送器会同时失电,可能引起保护误动:
1)110V直流EC屏上换流变档位控制电源小开关F跳闸;
2)冷却器控制柜内X101:1、2端子接线松动;
3)分接开关机构箱内X1:1、2端子上的并接线松动。
 
当两个档位变送器同时失电后,A/B系统均无法采集到正确的TCP档位值,此时极控两套系统均可能因TCP出现大幅变化而使得保护判据满足,动作出口闭锁直流或引起功率回降,这也违背了《防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施》中2.2.3的规定:每套保护输入、输出模块采用两套电源同时供电;相互冗余的保护中各装置的两路电源应分别取自不同的直流母线。
 
4 改进方法分析
根据现有设计,解决换流变分接头档位变送器单路供电的隐患可以从App和硬件两方面来考虑:
1)通过修改App,使得在两个档位变送器同时失电时,程序中当前档位值能保持住。但此方法可能存在一定的弊端,当换流变分接头实际位置发生改变时,程序中采集到的档位值便不是真实有效值,是否可行有待验证。
2)重新敷设电缆,把原来仅有的一路取自EC屏的电源改成分别取自EA屏和EB屏两路电源,其中一个档位变送器由A路电源供电,另一档位变送器由B路电源供电。此方法可从根本上解决单路供电存在的隐患,一劳永逸。
 
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