±500kV宜都換流站高壓直流保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析

◎向權(quán)

±500kV宜都換流站高壓直流保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析

◎向權(quán)

本文通過全面分析±500kV宜都換流站高壓直流保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)配置，從可靠性的角度提出需要注意的情況，從合理性的角度提出值得探討的地方。

直流保護(hù)系統(tǒng)概況

宜都換流站的極控制保護(hù)主機(jī)是將控制功能和保護(hù)功能基本分開的。極控制主機(jī)（PCP MC1）軟件主要完成直流系統(tǒng)的控制功能以及少部分換流器保護(hù)功能，執(zhí)行子系統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作命令（例如水冷系統(tǒng)、ETCS、換流變保護(hù)等），執(zhí)行極保護(hù)主機(jī)的保護(hù)動(dòng)作命令。極控制主機(jī)A、B系統(tǒng)是冗余設(shè)計(jì)。

極保護(hù)主機(jī)（PCP MC2）軟件主要完成直流保護(hù)功能，極保護(hù)主機(jī)A、B系統(tǒng)是同時(shí)運(yùn)行的，當(dāng)直流保護(hù)動(dòng)作時(shí)任何一臺(tái)保護(hù)主機(jī)都可以直接執(zhí)行動(dòng)作命令。這樣的設(shè)計(jì)與其他站是不同的，在其他站當(dāng)直流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，極保護(hù)主機(jī)會(huì)先切換系統(tǒng)，如另一系統(tǒng)也有同樣的保護(hù)動(dòng)作命令，則執(zhí)行動(dòng)作命令。

宜都換流站極保護(hù)系統(tǒng)防誤動(dòng)的方法是在保護(hù)軟件中增加了保護(hù)取量（電流，電壓值）的OK信號(hào)，只有保護(hù)用的測(cè)量值正確且有動(dòng)作命令時(shí)，直流保護(hù)才能出口；當(dāng)直流保護(hù)的測(cè)量值出現(xiàn)異常時(shí)，保護(hù)取量（電流，電壓值）的OK信號(hào)會(huì)閉鎖相關(guān)直流保護(hù)。

直流保護(hù)的測(cè)量量是由現(xiàn)場I/O（電流、電壓采集板）采集，經(jīng)模擬量處理板轉(zhuǎn)換后，送至保護(hù)主機(jī)內(nèi)。模擬量處理板內(nèi)軟件會(huì)對(duì)采集的電流、電壓值進(jìn)行判斷，并生成測(cè)量值的OK信號(hào)上送極保護(hù)主機(jī)，參與保護(hù)軟件的邏輯判斷。

直流保護(hù)中電流、電壓量測(cè)量及防誤

直流保護(hù)所取測(cè)量值的監(jiān)視根據(jù)CT、PT不同類型有以下幾種OK信號(hào)的判斷方法：

交流側(cè)電壓、電流測(cè)量及防誤。交流側(cè)電壓、電流測(cè)量主要是指直流保護(hù)中用到的交流系統(tǒng)側(cè)的取量，由于宜都換流站換流變保護(hù)采用兩套獨(dú)立的保護(hù)裝置（RCS977），所以直流保護(hù)內(nèi)用到的交流側(cè)電壓、電流量只有換流變PT（UVY、UVD）及閥側(cè)套管上的CT （IVY、IVD）。

交流電流（IVY、IVD）測(cè)量及防誤：PS845板卡采集IVY的三相電流和零序電流后，送入PS860板，PS860軟件計(jì)算時(shí)用三相電流計(jì)算一個(gè)零序與采集的實(shí)際零序值比較后得到OK信號(hào)。

交流電壓（UVY）及防誤：通過相應(yīng)換流變前面的PT小開關(guān)輔助接點(diǎn)作為OK信號(hào)，交流電壓僅用于電壓過應(yīng)力保護(hù)。

直流側(cè)電壓、電流測(cè)量及防誤：在直流場有零磁通直流CT、直流PT、直流光CT、交流CT（ICN、IAN）；直流濾波器組內(nèi)使用的有交流光CT，交流CT。

直流電壓（UDN、UDL） 測(cè)量及防誤：A、 B系統(tǒng)連接UDN（UDL）的同一個(gè)繞組，通過PS844板分壓再送入幾塊PS862A板。用于保護(hù)的UDN（UDL）通過PS862板上兩個(gè)通道采集同一個(gè)電壓，送入PS860板內(nèi)，在軟件中進(jìn)行比較計(jì)算后產(chǎn)生OK信號(hào)。如果板卡的一個(gè)通道采集錯(cuò)誤，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。2）零磁通直流CT （IDNC、IDNE、IDEL1、IDEL2、IDGND、IDME）測(cè)量及防誤

首先CT的二次量送入直流放大器轉(zhuǎn)換為電壓量，同時(shí)直流放大器自身產(chǎn)生IDNC_OK1信號(hào)。一塊PS862A板上的兩個(gè)通道采集同一個(gè)電流測(cè)量信號(hào)，送入PS860板，在軟件中對(duì)兩個(gè)信號(hào)比較后產(chǎn)生IDNC_OK2信號(hào)；PS860板內(nèi)軟件對(duì)兩個(gè)OK信號(hào)（IDNC_OK1和IDNC_OK2）相與后得到IDNC_OK的信號(hào)，用于保護(hù)開放與閉鎖。

直流場普通交流CT測(cè)量與防誤：通過PS8621XP板兩個(gè)通道采集同一個(gè)電流信號(hào)，送入PS860板內(nèi)進(jìn)行比較產(chǎn)生OK信號(hào)來開放和閉鎖相關(guān)的直流保護(hù)。

直流場光CT測(cè)量與防誤。光CT的測(cè)量通過光纖傳輸，不能對(duì)采集通道進(jìn)行并接，所以光CT無法采取以上的一些防誤措施。光CT的防誤主要靠誤碼率，當(dāng)運(yùn)行的過程中出現(xiàn)誤碼率才會(huì)閉鎖相關(guān)的直流保護(hù)。同時(shí)靠監(jiān)控系統(tǒng)，比如光纖斷了、自動(dòng)檢測(cè)到了光接口板故障了會(huì)將主機(jī)退出運(yùn)行。在2007年幾次光CT測(cè)量錯(cuò)誤時(shí)，沒有出現(xiàn)誤碼率，監(jiān)控系統(tǒng)也沒有檢測(cè)出故障，所以宜都換流站直流保護(hù)不切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，光CT的測(cè)量防誤措施存在缺陷，最容易導(dǎo)致直流保護(hù)誤動(dòng)。

宜都換流站直流保護(hù)設(shè)計(jì)的思路是直流保護(hù)不切換系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮主要是防止直流保護(hù)拒動(dòng)。在直流保護(hù)中電流、電壓量測(cè)量都采取了一些防誤措施，這些防誤措施在控制保護(hù)系統(tǒng)測(cè)量板卡故障時(shí)可以避免保護(hù)誤動(dòng)，但是如果直流場直流測(cè)量設(shè)備本身出現(xiàn)問題，也可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。

目前，宜都換流站直流光CT的測(cè)量防誤主要靠檢測(cè)光CT誤碼率，這種防誤措施最不完善，需要組織專家進(jìn)行探討。

建議。目前，宜都換流站的直流光CT測(cè)量出錯(cuò)是比較容易引起保護(hù)誤動(dòng)的，且防止測(cè)量出錯(cuò)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的措施不完善，建議進(jìn)行研究，對(duì)直流光CT采取更好的防止測(cè)量出錯(cuò)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的措施。

（作者單位：國網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運(yùn)檢中心）