政平換流站012B換流變B相分接開關(guān)誤動(dòng)導(dǎo)致極I閉鎖故障原因分析

摘 要：換流站換流變分接開關(guān)為有載自動(dòng)調(diào)壓開關(guān)，2010年9月23日，政平換流站極Ⅰ Y/△換流變B相分接開關(guān)動(dòng)作過(guò)程中上調(diào)到29檔（其它相位于26檔），造成三相不一致，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器零序保護(hù)動(dòng)作造成極I閉鎖，經(jīng)過(guò)檢查分析為K20繼電器A1接觸不良導(dǎo)致?lián)Q流變分接開關(guān)故障造成檔位不一致引起換流變零序保護(hù)動(dòng)作。

關(guān)鍵詞：換流站；換流變；分接開關(guān)；閉鎖

中圖分類號(hào)：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 20-0000-02

2010年9月23日9：14，龍政直流極Ⅰ閉鎖。故障原因?yàn)檎秸緲OⅠ Y/△換流變B相分接開關(guān)動(dòng)作過(guò)程中上調(diào)到29檔（其它相位于26檔），造成三相不一致，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器零序保護(hù)動(dòng)作（不平衡電流211A、定值200A）。MR廠家認(rèn)為檔位上調(diào)至29檔的原因?yàn)榉纸娱_關(guān)電動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪開關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致的分接開關(guān)誤動(dòng)作。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制回路進(jìn)行了檢查緊固和多次調(diào)檔操作；13：13換流變充電；13：18極I解鎖恢復(fù)運(yùn)行。

一、故障檢查及原因分析

（一）故障檢查

故障發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)人員檢查極I換流變本體未見明顯異常，012B換流變B相分接開關(guān)檔位位于29檔，其他相換流變分接開關(guān)檔位位于26檔。現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)012B換流變B相分接開關(guān)控制回路端子進(jìn)行了檢查和緊固，對(duì)繼電器、接觸器進(jìn)行了功能試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常。對(duì)分接開關(guān)進(jìn)行了多次遠(yuǎn)方和就地操作，動(dòng)作情況均正常，故障情況未再現(xiàn)。

江蘇省電力試驗(yàn)研究院現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了換流變油色譜試驗(yàn)，結(jié)果正常。確認(rèn)一次設(shè)備無(wú)異常后申請(qǐng)恢復(fù)運(yùn)行。在極I重新運(yùn)行后，012B換流變分接開關(guān)自動(dòng)調(diào)整未再次發(fā)生異常。

結(jié)合換流變零序電流保護(hù)動(dòng)作邏輯及故障波形分析，故障時(shí)刻零序電流有效值PCPA系統(tǒng)已達(dá)210.3A（PCPB系統(tǒng)為212.8A），已經(jīng)超過(guò)換流變零序保護(hù)動(dòng)作電流跳閘定值（200A）。

換流變零序電流保護(hù)動(dòng)作的直接原因是由于012B換流變B相分接開關(guān)檔位與其他相換流變分接開關(guān)檔位相差過(guò)大導(dǎo)致零序電流超過(guò)保護(hù)定值所導(dǎo)致，保護(hù)動(dòng)作正確。

（二）故障原因分析

012B換流變B相分接開關(guān)在沒有外施分接開關(guān)調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)自動(dòng)動(dòng)作，機(jī)構(gòu)動(dòng)作不正常。經(jīng)分析認(rèn)為，可能是分接開關(guān)電動(dòng)機(jī)構(gòu)繼電器輔助接點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致分接開關(guān)動(dòng)作回路處于自保持而無(wú)法正常斷開。

1.換流變的有載調(diào)壓由極控主機(jī)的TCC功能塊完成。TCC的目的是維持觸發(fā)角，熄弧角和直流電壓Ud在給定的參考值。在正常運(yùn)行時(shí)，整流側(cè)的有載調(diào)壓開關(guān)用來(lái)維持正常觸發(fā)角；逆變器的有載調(diào)壓開關(guān)用來(lái)維持正常的直流電壓。由于有載調(diào)壓開關(guān)是步進(jìn)動(dòng)作，觸發(fā)角，熄弧角和直流電壓控制設(shè)置了合適的死區(qū)以避免分接頭頻繁往復(fù)動(dòng)作。正常調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出升（降）分接頭指令，6臺(tái)換流變同時(shí)動(dòng)作。

2.分接開關(guān)連桿帶動(dòng)機(jī)構(gòu)箱中的電阻盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在不同的檔位上，電阻盤輸出不同的電阻（10Ω一擋，分接頭從-2～26檔對(duì)應(yīng)290Ω～10Ω），電阻值被輸入雙重化的測(cè)量變送器中轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號(hào)，再送入TCI柜的采樣板PS868板，在采樣板中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后分接頭檔位信號(hào)又通過(guò)CAN總線送入極控主機(jī)，極控主機(jī)中的TCC程序根據(jù)運(yùn)行電壓、角度、當(dāng)前分接頭檔位等信息作出升降分接頭的判斷，并通過(guò)CAN總線把調(diào)節(jié)指令送至TCI柜的PS853板，PS853板開出110V指令驅(qū)動(dòng)變壓器分接頭調(diào)節(jié)繼電器。

3 在自動(dòng)模式時(shí)，控制系統(tǒng)檢測(cè)到6臺(tái)換流變分接開關(guān)不同步，會(huì)通過(guò)自動(dòng)再同步功能發(fā)送單臺(tái)調(diào)節(jié)指令至相關(guān)換流變。TCC程序根據(jù)6臺(tái)變壓器檔位計(jì)算出平均值作為極2的分接頭檔位TCP（見圖3）。

每臺(tái)變壓器檔位都和計(jì)算出的TCP進(jìn)行比較，如果某臺(tái)小于TCP，則自動(dòng)再同步功能對(duì)這臺(tái)變壓器發(fā)升分接頭指令，反之發(fā)降檔指令。除了再同步功能，控制系統(tǒng)不會(huì)單獨(dú)對(duì)一臺(tái)（或幾臺(tái)）變壓器發(fā)調(diào)節(jié)分接頭的指令。

當(dāng)運(yùn)行人員在09：08申請(qǐng)調(diào)度將極I換流變分接頭檔位控制模式由自動(dòng)改為手動(dòng)后，對(duì)應(yīng)TCC_AUTO_IND由1變?yōu)?，經(jīng)邏輯與后，導(dǎo)致RESYNC_ALLOWED變?yōu)?，此時(shí)已經(jīng)屏蔽了來(lái)自控制系統(tǒng)對(duì)換流變分接頭的升降指令。

從圖5可見，分接頭升降指令為脈沖型，經(jīng)過(guò)1秒的展寬后，ORD_INC_TC_L2_D信號(hào)即會(huì)從高電平跌落至低電平。

綜合上述分析，后臺(tái)控制系統(tǒng)在本次事件中工作正常，在運(yùn)行人員將極I換流變分接頭控制模式由自動(dòng)改為手動(dòng)后，控制系統(tǒng)就不會(huì)持續(xù)發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)， Q1開關(guān)合上后不應(yīng)持續(xù)調(diào)檔。由此可見，012B換流變B相分接開關(guān)在沒有外施升檔或者降檔命令的前提下，分接開關(guān)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在Q1合上后持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，可能是機(jī)構(gòu)箱內(nèi)繼電器的動(dòng)作回路存在問(wèn)題，使得K2繼電器的接點(diǎn)閉合造成的。進(jìn)一步分析得出：K2線圈保持勵(lì)磁的原因可能是凸輪開關(guān)輔助接點(diǎn)存在問(wèn)題（輔助接點(diǎn)在調(diào)檔到位后沒有正常返回）或者用于斷開自保持回路的K20繼電器沒有正確動(dòng)作。（見圖6）

基于該判斷，進(jìn)一步對(duì)K20繼電器本身和相關(guān)回路進(jìn)行檢查：對(duì)K20繼電器本體進(jìn)行檢查：動(dòng)作電壓170V（AC），返回電壓110V（AC），勵(lì)磁線圈電阻650歐，符合要求對(duì)K20繼電器勵(lì)磁啟動(dòng)回路進(jìn)行檢查：回路正常，行程開關(guān)S13A、S13B接觸良好，動(dòng)作準(zhǔn)確。對(duì)K20繼電器接線端進(jìn)行檢查：發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁線圈A1接線端子（圖7）接觸不良，分析可能是由于長(zhǎng)期運(yùn)行振動(dòng)、老化引起。

二、存在的問(wèn)題及建議

政平換流站012B B相換流變分接開關(guān)在調(diào)檔過(guò)程中發(fā)生異常的主要原因是K20繼電器A1接觸不良，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)構(gòu)在16-17格時(shí)Q1開關(guān)跳閘，合上Q1空開后電動(dòng)機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并越過(guò)陰影區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)至下一檔位的16-17格時(shí)Q1再次跳開。012B換流變B相分接開關(guān)在沒有外施分接開關(guān)調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)自動(dòng)動(dòng)作，機(jī)構(gòu)動(dòng)作不正常，說(shuō)明分接開關(guān)電動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)繼電器輔助接點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致分接開關(guān)動(dòng)作回路處于自保持而無(wú)法正常斷開。針對(duì)此次分接開關(guān)誤動(dòng)，制訂以下反事故措施：

（1）提交直流控制保護(hù)軟件修改單，將閥側(cè)各相電壓測(cè)量值和各極Y和D換流變的零序電流值引出至后臺(tái)顯示界面，使運(yùn)行人員能夠?qū)崟r(shí)觀察，從而獲知換流變實(shí)際所在檔位和零序電流實(shí)時(shí)值。

（2）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員技術(shù)培訓(xùn)，完善現(xiàn)場(chǎng)異常處置預(yù)案。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程中明確：換流變分接開關(guān)檔位不得相差超過(guò)兩檔。當(dāng)發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)出現(xiàn)兩檔差異時(shí)，應(yīng)迅速調(diào)整正常運(yùn)行分接開關(guān)檔位，使其與異常相保持一致后，再進(jìn)行異常檢查處理，必要時(shí)申請(qǐng)換流變停運(yùn)。

（3）檢修人員帶電檢查前應(yīng)確認(rèn)控制系統(tǒng)發(fā)升降指令是否仍存在，應(yīng)同時(shí)采用軟件檢查和現(xiàn)場(chǎng)萬(wàn)用表測(cè)量的方法來(lái)核實(shí)升降指令是否一直保持。

（4）在年度檢修中對(duì)換流變分接開關(guān)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行全面檢查，對(duì)所有端子進(jìn)行緊固，更換所有換流變分接開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的Q1小開關(guān)和K20繼電器。

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[作者簡(jiǎn)介]譚靜（1978-），男，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司一次專責(zé)，工程師；譚靜（1978-），男，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司一次專責(zé)，工程師；馬曉勇（1987-），男，云南電網(wǎng)公司昭通供電局變電站值班員。